Устройство для измерения активной и реактивной мощностей гармоник в электрической цепи Советский патент 1985 года по МПК G01R21/06 

05

сл

00 2. Устройство по п. 1, о т л нчающееся тем,, что блок определения координат векторов содержит два перемножиталя и два фильтра низкой частоты, причем первые входы перемножителей соединены 18 с выходами синусно-косинусного генератора, вторые - с выходом датчика мгновенного значения тока (или нап- ряжения), а выходы соединены с входами соответствующих фильтров низкой частоты.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АКТИВНОЙ И РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТЕЙ ГАР:МОНИК В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ, содержащее датчики мгновенных значений тока и напряжения, блоки перемножения, суммирующий и вычитакяций блоки. отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в.него введены синусно-косинусный генератор и два блока определения координат векторов гармоник, причем выходы синусно-косинусного генератора соединены соответственно с первыми и вторыми входами блоков определения координат векторов гармоник., третьи входы которых соединены соответственно с выходами датчиков мгновенных значений тока и напряжения, а два выхода каждого из них соединены с входами четырех перемножителей, выходы первого и второго из которых соединены с входами суммирукнцего блока, а выходы третьего и четверто(Л го соединены с входами вычитающего

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для измерения мощности гармо ник. Целью изобретения является повышение точности. На фиг. 1 представлена блок-схем устройства для измерения активной и реактивной мощностей гармоник в электрической цепи; на фиг. 2 - кон струкция блока определения координа векторов. Устройство содержит датчики 1 и мгновенных значений тока и напряжения, блоки 3-6 перемножения, суммирующий блок 7 и вычитающий блок 8, синусно-косинусный генератор 9 и блоки 10, 11 определения координат векторов гармоник, причем выходы генератора 9 соединены соответствен с первым и вторым входами блоков 10 и 11, третьи входы которых соединены соответственно с выходами датчиков 1 и 2,а два выхода каждого из них соединены с соответствующими входами блоков 3-6, выходы блоков 3 и 4 соед нены с входами блока 7, а выходы блоков 5, 6 - с входами блока 8. Блоки 10 и 11 содержат каждый перемножители 12 и 13 и фильтры 14 и 15 низких частот, причем первые входы перемножителей 12 и 13 соединены с выходами генератора 9, вторые - с выходами датчика.1 или- 2 а выходы соединены с входами соответствующих фильтров 14 и 15. Устройство работает следующим образом. С датчика 1 на первьй вход блока 10 подается сигнал мгновенного значения тока. На второй вход .блока 10 подается с синусного выхода генератора 9, а на третий вход - си нал с косинусного выхода генератора 9. С датчика 2 на первый вход блока 11 подается сигнал мгновенного значения напряжения. На второй вход блока 11 подается сигнал с косинусного выхода генератора 9, а на третий вход - с синусного выхода генератора 9. Выходные сигналы блоков 10 и 11 перемножаются между собой В блоках 3-6 перемножения, а результаты перемножения подаются в блок 7, с выхода которого снимается сигнал активной мощности, и в блок 8, с выхода которого снимается сигнал реактивной мощности. Сущность реализуемого устройством способа измерения поясняется следующим образом. Активная мощность любой гармоники определяется выражениемР„ U I CosCf. , где п - 1, 2, 3...; Р - активная мощность п-й гармо - ники; и„ - действующее значение напряжения п-й гармоники; -действующее значение тока п-й гармоники; -фазовый угол между напряжением и током и-и гармоники. Реактивная мощность определяется выражением QH U,InSin(f,, где п .- 1, 2, 3. .. Активная мощность есть скалярное произведение векторов тока и напряжения, а реактивная мощность есть модуль векторного произведения тех же векторов. В произвольно ориентированной декартовой системе координат i, j векторы тока I и напряжения U могут быть представлены в виде n, U,,j T. I. I... J ПК где i, j - базисные векторы декартовой системы координат; пх nJ . пх. координаты соответствующих векторов напряжения и тока. и, (, 1); и„„ (); (3) 1„, (1„ i); „,, (lnj);(4) Скалярное произведение (активная мощность) может быть представлено в виде

(5)

+ Uy

и.

П ПЛ . nj

Для реактивной мощности (6)

и,

- Ur

ч -пч . пч пх Базисная система векторов строится с помощью синусно-косинусного генератора требуемой частоты С0„ , а определение координат производитс умножением мгновенных- значений сиг(pui.2

Перестраивая генератор на разные частоты, можно производить последовательный анализ и измерение мощностей гарминик, например, в целях потребителей, можно применить фазовую автоподстройку частоты синуснокосинусного генератора по частоте основной гармоники. 184 налов синусно-косинусного генератора на сигналы тока и напряжения с последующим выделением постоянных составляющих, пропорциональных координатам , и„,,,, „,, 1„ . Поскольку базисная система векторов 1, j ориентирована произвольно (может быть даже вращающейся с частотой, не превышающей полосы Пропускания фильтра, выделяющего постоянную составлякмцую), то единственным параметром, определяющим частоту измеряемой гармоники,, является частота синусно-косинусного генератора.