УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОСТИ Российский патент 1994 года по МПК G01R21/06 

Изобретение предназначено для измерения энергии (мощности) в сетях передачи электрической энергии, а также в любых измерительных системах, связанных с учетом и поверкой устройств измерения энергии (мощности).

Известно устройство для измерения активной электрической энергии (мощности), содержащее измеритель мощности типа Е859 и трансформаторы тока. Это устройство обеспечивает измерение только активной мощности (энергии), что является его недостатком.

Известно устройство, обеспечивающее измерение реактивной мощности, содержащее устройство измерения реактивной мощности Е860 и трансформаторы тока. Такое устройство измеряет только реактивную мощность, что является его недостатком.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей средства измерения энергии (мощности).

Это достигается тем, что в устройстве, измеряющем активную энергию (мощность) с помощью измерительного трансформатора тока и измерителя активной энергии (мощности) для измерения реактивной энергии (мощности) цепи напряжения измерителя подключаются к одноименным зажимам фазных напряжений, первый вывод первой токовой цепи измерителя подключается к точке соединения вторичных обмоток второго и третьего трансформаторов тока, первый вывод второй токовой цепи измерителя подключают к точке соединения вторичных обмоток первого и третьего трансформаторов тока, первый вывод третьей токовой цепи измерителя подключается к точке соединения вторичных обмоток первого и второго трансформаторов тока, вторичные обмотки трансформаторов тока соединяются последовательно, первичные обмотки трансформаторов тока включаются в соответствующие фазы между источником энергии и потребителем.

На фиг.1 представлена схема предложенного устройства.

Оно содержит трансформаторы тока, включенные последовательно с нагрузкой, вторичные обмотки трансформаторов тока соединены последовательно между собой и устройство измерения энергии (мощности), причем первый вывод первой токовой цепи измерителя подключен к точке соединения вторичных обмоток второго и третьего трансформаторов тока, первый вывод второй токовой цепи измерителя подключен к точке соединения вторичных обмоток третьего и первого трансформаторов тока, первый вывод третьей токовой цепи подключен к точке соединения вторичных обмоток первого и второго трансформаторов тока. Вторые выводы токовых цепей измерителя соединены между собой. Цепи напряжения измерителя подключаются к соответствующим фазным напряжениям.

В известном устройстве измерения активной энергии (см. фиг.2), содержащем, например, трансформаторы тока типа ТК-40П и счетчик активной энергии четырехпроводный типа СА4-И672М, измерение энергии происходит по алгоритму
W = tR_e[++], (1) где R_e - реальная часть комплексной функции;
- комплексное значение напряжения в соответствующей фазе;
- комплексное сопряженное значение тока нагрузки в соответствующей фазе;
t - время измерения.

В устройстве измерения реактивной энергии, содержащем трансформаторы тока типа ТК-40П и счетчик реактивной энергии типа СР4-И673 (см.фиг.3), измерение энергии происходит по алгоритму
Q = , (2) где U_ij - комплексное значение напряжения между фазами.

Предлагаемое устройство, содержащее, например, трансформаторы тока типа ТК-40П и счетчик активной энергии типа СА4-И672М, измеряет активную энергию по известному принципу. Рассмотрим возможность измерения реактивной энергии с помощью этих устройств.

При протекании тока нагрузки (см.фиг.1) очевидно, что
-= , -= ,
J₂ - J₁ = J₃₄, где - комплексное значение тока вторичных обмоток i трансформаторов тока, пропорциональное току нагрузки;
- комплексное значение тока токовой цепи измерителя.

Согласно формуле (1), фиксируемая счетчиком величина Q имеет значение
Q = tR_e[(-)+(-)+(-)]
После преобразования имеем
Q = tR_e[-)+(-)+(-)]
Учитывая, что
-=; -=; -=, окончательно получаем
Q = tR_e[++] (3)
Сравнивая значение реактивной энергии, учитываемой счетчиком реактивной энергии СР4-И673(2), со значением, получаемым счетчиком по предлагаемой схеме (3), можно установить, что эти значения до постоянного коэффициента одинаковы. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет измерять реактивную мощность.

Новизна предлагаемого устройства достигается новыми связями между вторичными цепями трансформаторов тока и токовых цепей измерителя.

Экономический эффект от использования предлагаемого устройства обусловлен возможностью применения только одного счетчика (счетчика активной энергии) для учета как активной, так и реактивной энергии.

Использование: устройство для измерения активной и реактивной мощностей. Сущность изобретения: устройство содержит измерительные трансформаторы тока и измеритель активной мощности, первый вывод первой токовой цепи измерителя подключен к точке соединения вторичных обмоток второго и третьего трансформаторов тока, первый вывод второй токовой цепи измерителя подключен к точке соединения вторичных обмоток первого и третьего трансформаторов тока, первый вывод третьей токовой цепи измерителя подключен к точке соединения вторичных обмоток первого и второго трансформаторов тока, вторые выводы токовых цепей измерителя соединены между собой, цепи напряжения измерителя подключаются к соответствующим фазным напряжениям, вторичные обмотки трансформаторов тока соединяются последовательно, первичные обмотки трансформаторов тока включаются в соответствующие фазы между источником энергии и потребителем. 3 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОСТИ, содержащее источник энергии, измерительные трансформаторы тока, потребитель и измеритель активной мощности, цепи напряжения которого подключены к соответствующим фазным напряжениям сети, а первичные обмотки измерительных трансформаторов тока включены в соответствующие фазы между источником энергии и потребителем, отличающееся тем, что первый вывод первой токовой цепи измерителя подсоединен к точке соединения вторичных обмоток второго и третьего измерительных трансформаторов тока, первый вывод второй токовой цепи измерителя мощности подключен к точке соединения вторичных обмоток первого и третьего трансформаторов тока, первый вывод третьей токовой цепи измерителя подключен к точке соединения вторичных обмоток первого и второго трансформаторов тока, при этом вторые выводы токовых цепей измерителя мощности соединены между собой, а вторичные обмотки трансформаторов тока соединяются последовательно.