Устройство для измерения коэффициента мощности цепи в переходном режиме

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик п 1970249 (6!) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 010481 (21 ) 3268009/18-21 с присоединением заявки HP

1И)М Кл

G R 21/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.10.82-, Бюллетень ¹ 40 (53) УДК 621.317. . 372 (088. 8) Дата опубликования описания 301082 (72) Авторы изобретения

О.В. Петинов и А.В. Шамов l

Р : ",: т,) :, ъ1" ф з

Тольяттинский политехнический институт rEXemeCZaa

ИБЛИОТИй (71) Заявитель

r: (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

МОЩНОСТИ ЦЕПИ В ПЕРЕХОДНОМ РЕЖИМЕ

Изобретение относится к измерению коэффициента мощности цепи в переходном режиме, в частности при испытании электрических аппаратов.

Испытательная цепь для испытаний электрических аппаратов в режиме короткого замыкания представляет собой последовательное включение источника электрической энергии,индуктивного и активного регулируемых сопротивлений, испытываемого аппарата, включающего аппарата и измерительного шунта. Во время опыта испытываемый аппарат предварительно может быть включен. Переходный процесс в испытательной цепи возникает после включения включающего аппарата.

В испытательной цепи протекает при этом ток, содержащий периодическую и апериодическую составляющую. Максимальное мгновенное значение тока и коэффициент мощности цепи определяются параметрами источника энергии и сопротивлением испытательной цепи.

Известно устройство для определения коэффициента мощности испытательной цепи в переходном режиме по затуханию аперкодической составляющей тока короткого замыкания.

Устройство содержит измерительный шунт и осциллограф (1).

Недостатками устройства являются низкая точность и малая надежность, -обусловленные необходимостью неоднократного замера с последующими вычислениями для определения коэффициента мощности.

Известно устройсТво для измерения коэффициента мощности цепи в переходном режиме, содержащее последовательно соединенные измерительный шунт, ключ, первый интегратор, измеритель отношения и индикатор, подключенные между выходом ключа и другим входом измерителя отношения, последовательно соединенные блок .дифференцирования и второй интегра. тор, а также формирователь импульсов, вход которого подключен к вйходу измерительного шунта, а выход — к управляющему входу ключа (2).

Недостатком устройства является недостаточная надежность, обусловленная сложностью используемых блоков, а также возможными сбоями при колебании частоты промышленной сети формирователя импульсов.

Цель изобретения — повышение надежности устройства.

970249

30 где Š— максимально мгновенное значение установившегося 4О тока; С= — — постоянная времени затухаК ния апериодической составляющей тока переходного режима; 45

9„ — начальная фаза тока, одновременно поступает на вход первого блока 2 дифференцирования и на вход второго запоминающего пикового детектора 5.

На выходе первого блока 2 дифференцирования возникает сигнал, пропорциональный первой производной тока . 1 -+/Г, =) Фсоз(в++91)+Iw 1иЧ„-,е (2) г на выходе второго пикового детектора 5 выделяется и запоминается сигнал, пропорциональный максимальному мгновенному значению тока переходного процесса, т.е. 1 д, где 60

i>> - максимальное мгновенное зна,чение тока переходного процесса (ударный ток) °

С выхода первого блока 2 диффе1 ренцирования сигнал, пропорциональПоставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения коэффициента мощности цепи в переходном режиме, содержащее измерительный шунт, первый блок дифференцирования, измеритель отношения,к 5 выходу которого подключен индикатор,. введены первый и второй пиковые детекторы, второй блок дифференцирования, причем измерительный шунт через последовательно соединенные 10 первый, второй блоки дифференцирования и первый пиковый детектор подключен к первому входу измерителя отношения и через второй пиковый детектор — к второму его входу.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для измерения коэффициен-, та мощности испытательной цепи; на фиг.2 — зависимость между коэффициентом К и коэффициентом мощности соз Ч; на фиг.3 приведена зависимость систематической относительной погрешности в функции измеряемой величины.

Устройство содержит измерительный мунт 1, последовательно соединенные первый блок 2 дифференцирования, второй блок 3 дифференцирования и первый запоминающий пиковый детектор

4, второй запоминающий пиковый детектор 5, измеритель б отнОшения и индикатор 7.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал, снимаемый с активного шунта 1 и пропорциональный току пе- 35 реходного процесса

1=1 615 (М4% )-1 г1я9: р. + (1) ный первой производной тока, поступает на вход блока 3 дифференцирования, на выходе которого сигнал будет пропорционален второй производной тока переходного процесса д1 (4 ) K @1д(ц)1+ (>„ )- 1я у. " g 1!6 (3)

Доля апериодической составляющей в этом сигнале определяется соотношением между e и sinф.-", значи, 41 тельно ослаблена, так xaz Qr yp sin%

1-- Ф при всех практических значениях

cos М (О, 15... О, 8), устанавливаемых (2) при испытаниях аппаратов на предельную коммутационную способнбсть, т,е. можно считать, что пропорциональна установившемуся значению тока переходного процесса,а амплитудное значение УЕ„1„(4) отличается от амплитудного значения

Е,„ на постоянный сомножитель цб

Поэтому на выходе первого пикового детектора 4, на вход которого поступает сигнал, пропорциональный второй производной тока переходного процесса, выделяется и запоминается сигнал, пропорциональный максимальному мгновенному значению установившегося тока, т.е. T „. Сигнал, пропорциональный i *, с выхода детектора 5 и сигнал, пропорциональный с выхода детектора 4 поступают на соответствующие входы измерителя б отношения, выходное напряжение которого будет пропорционально i„> jЕ„, или К

0 (5) з Е где К вЂ” коэффициент амплитуды

9 (ударный коэффициент).

Угол сдвига по фазе между напряжением источника и периодической ссставляющей тока переходного процесса i >pp —— Е sin(ek + %„ ) равен разностй начальных фаз и опрЕделяется соотношением параметров испытательной цепи

Ч ave(-6g =avcctg . (6)

4g((9 Г

Выражение (1) таким образом можно представить в виде

1=! и 61и 5+ +(Ч v.— Ч ) ) - ) i 51И (Рц -9) р"+I .

Для получения максимального значения ударного тока i> при проведении испытаний начальную фазу напряжения Ч (момент включения) выбирают такой, чтобы соблюдалось равенство

9"-90 (11 (О) . Включение цепи в заданный момент времени обеспечивается включающим аппаратом, работой которого управляет прибор автоматического управления опытом.

В этом случае ударное значение тока 1„> переходного режима при ус970249

Формула из об рет е ни я

gyp=- (Ч и-Ч) РЕ или ф

Сею

Д4 аВ

ФЬа Л

О,В тановлейных параметрах цепи R u L будет наибольшим. Нетрудно видеть из (6), что ударное значение тока

1уд наступает в момент времени, когда

Для мсментов времени typ из выражения (1) с учетом выражения (6) можно получить к„ t+51VI9 g "М )

Kу 4+e, + <+/ 9

Таким образом,,для момента максимального удара между коэффициечтом удара Ку и коэФФициентом мощности cos g имеется однозначная saвисимость, представленная на фиг.2.

Шкала измерительного прибора 7 может быть проградуирована как в значениях К>, так и в значениях совf

s соответствии с выражением (8).

ВНИИПИ Закаэ 8380/54

Тираж 717 Подписное

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

Устройство для измерения коэффициента мощности цепи в переходном режиме, содержащее измерительный шунт, первый блок дифференцирования, измеритель отношения, к выходу которого подключен индикатор, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, введены пер(д вый и второй пиковые детекторы, второй блок дифференцирования, причем измерительный шунт через последовательно соединенные первый, второй блоки дифференцирования и первый пиковый детектор подключен к первому входу измерителя отношения и через второй пиковый детектор - к второму его входу.

Источники информации, 20 .принятые во внимание при экспертизе

1. ГОСТ 2933-74, с. 22.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 761923, кл. G Ol R 21/00, 24.05.76 (прототип) .