Способ измерения тока приемника электроэнергии в момент кратковременной перегрузки и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК G01R21/00 G01R19/00 

Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит импульсную нагрузку, состоящую из газоразрядной лампы 1 и балластных дросселей 2 и 3, Кроме того, устройство содержит резисторы 7, 12, 10 и 16, амперметры 6, 8 и 13, коммутирующие элементы 4, 5, 9, 15, 17, 18 и 19 выполненные на симисто1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении, cos п импульсн потребителей.

Цель изобретения , расширение функциональных возможностей, за сче измерения cos ср и повьшдение точности измерения.

На фиг. 1 представлена векторная диаграмма измерения cos Cf в це- пях с импульсными нагрузками; на фиг.2 - схема предлагаемого устройства; на фиг.З - пример диаграммы запускающих импульсов. На фиг.1 показано; 3 полный ток через импуль ную нагрузку, J - ток через активную регулируемую нагрузку, Jg - активная составляющая полного тока .импульсной нагрузки, 3л - ток через дополнительную активную регулируе- мую нагрузку.

На фиг.За- представлен пример диаграммы запускающих импульсов,поступающих на управляющий электрод первого коммутирующего элемента цеп импульсной нагрузки. На фиг.З5 - запускающих импульсов, поступающих на управляющие электроды второго, четвертого и шестого коммутирующих элементов, работающих в фазе с пер- вым коммутирующим элементом. На фяг.Зб- запускающих импульсов,пос- тупаюгцих на управляющие электроды третьего, пятого и седьмого коммутирующих элементов, работающи:х в противофазе с первым коммутирующие- элементом.

Способ измерения cos ср в цепях с импульсными нагрузкаг :и осуш;ествля егся следующим образом.

Предлагаемый способ заключается в определении отношения активной сорах, ваттметр 14. Устройство подключается к шинам 20 и 21 питающей сети. Управле;ние кбммутирующими элементами осуществляется блоком 22. Работа устройства поясняется в описании изобретения временными диаграммами формирования импульсов. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

гавляющей импульсного тока 3 (фиг. к полному его значению J , Полное значение импульсного тока определяется cj/TviMnpoBaHHeM импульсного тока с постоянным по величине током Jg. Причем, постоянный по величине ток Зд перед суммированием прерывают в моменты действия импульса тока 3, )зеличину суммарного тока изменением постоянного по величине тока 3 устанавливают постоянной и по сумме определяют полное значение импульсного тока J.

Активная составляющая импульсного тока Dp определяется измерением тока ci.n через постоянную по величине активную нагрузку. Измерение необходимо осуществлять в моменты, когда суммарный ток, складывающийся из активной составляющей тока через исследуемый приемник (импульснзпо нагрузку) и тока активной нагрузки, постоянен. Причем, в моменты действия импульсов тока постоянная по величине а.ктнвная нагрузка отключа- ется. Тогда cos ер в цепях с импульсными нагрузками определяется как отношение величин J, к J.

Устройство, осуществляющее предлагаемый способ, содержит подключенную к питающей сети переменного тока импульсную нагрузку, состоящую из последовательно соединенных газоразрядной лампы 1, балластных дросселей 2 и 3. Один вывод коммутирующего элемента 4, например си- мистора, подключен к общей точке соединения балластных дросселей 2 и 3, а другой вывод - к первому выводу коммутирующего элемента 5 и первому выводу первого амперметра 6. Параллельно импульсной нагрузке подключена цепь из последовательно соединенных активной регулируемой нагрузки 7, второго амперметра 8, коммутирующего элемента 9 и резистора 10. К общей точке соединения второго амперметра 8 и коммутирующего элемента 9 подключен второй вывод коммутирующего элемента 5. Выводы обмотки напряжения ваттметра 11 подключены к соответствующим шинам питающей сети.

К шинам питающей сети подключена цепь из последовательно соединенных дополнительной активной регулируемой нагрузки 12, третьего амперметра 13, токовой обмотки дополнительного ваттметра 14, коммутирующего элемента 15 и резистора 16. К общей точке соединения токовой обмотки ваттметра 14 и коммутирующего элемента 15 подключен первый вывод коммутирующего элемента 17, например симис- тора, другой вывод которого подключе к общей точке соединения ваттметра 11 и коммутирующего элемента 18. К общей точке соединения коммутирующего элемента 18 и первого амперметра 6 подключен первый вывод коммутирующего элемента 19 второй вывод которого подключен к второй шине питающей сети и соответствующему выводу балластного дросселя 3.

Устройство подключается к шинам 20 и 21 питающей сети переменного тока. Управляющие входы коммутирующих элементов 4, 5, 9, 15, 17, 18 и 19 подключены к выходам блока 22 управления.

Устройство работает следующим образом.

При подключении устройства к питающей сети переменного тока в моменты открытого состояния коммутирующего элемента 4 (при этом согласно фиг.З открыты коммутирующие элементы 9, 15, 18 и закрыты коммутирующие элементы 5, 17, 19) ток проходит по следующим цепям.

Цепь импульсной нагрузки: шина 20 питающей сети - газоразрядная лампа 1 - дроссель 2 - коммутирующий элемент 4 - амперметр 6 - коммутирующий элемент 18 - ваттметр 11 - шина 21 питающей сети.

Цепь активной регулируемой нагрузки: шина 20 питающей сети - активная регулируемая нагрузка 7 - амперметр 8 - коммутирукиций элемент

н 2263134

9 - резистор 10. - шина 21 питающей сети.

Цепь дополнительной активной регулируемой нагрузки: шина 20 пи- 5 тающей сети - дополнительная активная регулируемая нагрузка 12 - амперметр 13 - ваттметр 14 - коммути- рующий элемент 15 - резистор 16 - шина 21 питающей сети.

10 В моменты закрытого состояния коммутирующего элейента 4 (при этом закрыты к-оммутирующие элементы 9, 15, 18 и открыты коммутирующие элементы 5, 17, 19) ток проходит по сле15 цепям.

Цепь импульсной нагрузки: шина 20 питающей сети - газоразрядная лампа 1 - дроссель 2 - дроссель 3 - шина 21 питающей сети.

20 Цепь активной регулируемой нагрузки: шина 20 питающей сети активная регулируемая нагрузка 7- амперметр 8 - коммутирующий элемент 5 - амперметр 6- коммутирующий эле25 мент 19 - шина 21 питающей сети.

Цепь дополнительной активной регулируемой нагрузки: шина 20 питающей сети - дополнительная активная регулируемая нагрузка 12 - амперметр

3Q 13 - ваттметр 14 - коммутирующий элемент 17 - ваттметр 11 - шина 21 питающей сети

Коммутирующий элемент 4 определяет режимы работы исследуемой нагрузки (скважность импульсов),а остальные коммутирующие элементы 5, 9, 15 17, 18 и 19 необходимы только при измерениях.

Полное значение импульсного то40 ка, проходящего через газоразрядную лампу 1 и дроссель 2 (в моменты открытого состояния коммутирующего элемента 4 и элементов 9,15 и 18) определяется следующим образом. Из45 меняя величину активной регулируемой нагрузки 7 в сторону увеличения или уменьшения, добиваются положения, при котором показания амперметров 6 и 8 совпадут, что возможно

50 только в том случае, когда величина полного тока (фиг.1), проходящего через импульсную нагрузку (газоразрядную лампу 1 и балластный дроссель 2) в моменты перегрузки (т.е. в мо-

55 менты открытого состояния коммути- рующего элемента 4) равна току J (фиг.1), проходящему через активную регулируемую нагрузку 7. Это обус35

ловлено тем, что в моменты открытого состояния коммутирующего элемента 4 (а значит коммутирующих элементов 9, 15 и 18) амперметр б фиксйру

ет величину полного тока, проходящего через импульсную нагрузку (г а- зоразрядную лампу 1 и балластный дроссель 2). В моменты же закрытого состояния коммут рующего элемента. 4 показания амперметра 6 определяются величиной тока, проходящего з цегм активной регулируемой нагрузки 1, В отличие от амперметра 6 показания амперметра 8 определяются величиной активной регулируемой нагрузки 7, так как депь этой нагрузки замыкается коммутирующими элементами 5 и 19 (при закрытом ко1-1мутирующем элементе 4) или коммутирующим, элементом 9 (при открытом коммутирующем элементе 4), Поэтомуд изменяя .величину нагрузки 75 можно добиться положенияS когда показания амперметров 6 и 8 будут равны и покажут величину полного тока, проходящего через импульсную нагрузку (газоразрядную лампу 1 и балластный дроссель 2),

Резистор 10 в цепи нагрузки 7,величина которого равна внутреннему сопротивлению амперметра 6 необходим для того, чтобы показания амперметра 8 не з шисели от величины BHji TpeHHero сопротивления амперметра б в моменты, когда коммутирующий элемент 9 закрыт,, а коммутирующие элементы 5 и 19 открытЫ; т „в,, в моменты, когда ток через активную регулируемую нагрузку 7 проходит по цепи: шина 20 питающей сети - активная регулируемая нагрузка 7 -- амперметр 8 - коммутирующий элемент 5 - амперметр 6 - коммутирующий элемент 19 - шина 21 питающей сети„

Алстивная составляющая импульсного тока, проходящего через газоразр.яд- ную лампу 1 и дроссель 2 (в моменты открытого состояния коммутирующего элемента 4 .и элементов 9, 15 и IS), олредел.чется следующим образом. Изменяя величину допо.лнительной активной регулируемо.й нагрузки 12 в сторону увеличения или уменьшения, добиваются положения, при котором показания ваттметров 14 и 11 совпадз/ Т что возможно только в том случае, к(згда активная мощность импульсной нагрузки равна мощности, потребляемой дополнительной регулируемой . нагрузкой 12.

Это обусловлено тем, что в мо- енты открытого состояния коммути- рую1цего элемента 4 и коммутирующих элементов 9,, 15 и 18 ваттметр 11 фиксирует величину активной мощности нмпульсной нагрузки. В моменты закрЕхГгого состояния коммутирующего элемента 4 (при этом коммутирующие элементы 9, 15 и 18 также закрыты, а к.ом утирующие элементы 5, 1 7 и 1 9 открыты) показания ваттметра 11 опредсгшюгся величиной дополнительной активной регулируемой нагрузки 12, так как в эти моменты ваттметр 11 оказываетс.я включенным в цепь дополнительной активной регулируемой

нагрузк:и 1 2„ В отличие от ваттметра 11 покс.зания ваттметра 14 (как при открытом состоянии коммутирующих -киементов 4, 9, 15 и 18 и закрытом состоянии коммутирующих элементов

5, 17 к 19 так и при открытом состоянии коммутирующих элементов 5, 17 и 19 и закрытом состоянии коммутирующих элементов 4, 9, -15 и 18) определяются только величиной дополь(ительной активной регулируемой

нагрузки 12 Поэтому, изменяя вели- (йку дополнительной активной регули- Р уемой нагрузки 12, можно добиться положения, когда показания ваттметР ов 11 и 14 совпадут. Так как при STOM активная мощность импульсной нагрузки (газоразрядной лампы 1 и балластного дросселя 2) равна мощности, потребляемой дополнительной

активной регулируемой нагрузкой 12, то величина тока 1д д , измеряемая амперметром IB, включенным в цепь .ггой нагрузки, будет равна величине актнвно.й составляющего полного тока

импул1зС1гай нагрузки R

Резистор 16, включенный в цепь .иополнительной активной регулируемой нагрузки 12 в моменты открытого состояния кoI4 yтиpyющeгo элемента

15 g равен по величине сопротивлению токовой обмот.ки ваттметра 11. Резистор 16 необходим для того, чтобы показания ваттметра 14 не зависели от величины сопротивления токовой

обмотки ваттметра 11.

Таким образом,, измерив значения полного тока импз/льсной нагрузки « по показаниям амперметров 6 или 8

и активной составляющей полного ток Зи по показаниям амперметра 13,можно определить cos ср.

Следует отметить, что измерение полного то ка импульсной нагрузки С и активной составляющей ц полного тока импульсной нагрузки можно производить одновременно.

Расширение функциональных возможностей устройства достигается за счет возможности измерения не только импульсного тока, но и коэффициента мощности в момент перегрузки.

Формула изобретения

1.Способ измерения тока приемника электроэнергии в момент кратковременной перегрузки, заключающийся в том, что суммируют ток приемника

с постоянным по величине током, пр рываемым в момент перегрузки, регулируют указанный ток по величине до достижения постоянной величины суммарного тока и измеряют послед- ршй, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет измерения cos (f дополнительно суммируют активньш ток приемника с постоянным по величине током, прерываемым в момент перегрузки, регулируют указанный ток по величине до достижения постоянной вепичины суммарного тока и определяют cos Cf как отношение последнего к ранее измеренному суммарному току.

2.Устройство для измерения тока приемника электроэнергии в момент кратковременной перегрузки, содержащее блок управления, ваттметр, два амперметра, -коммутирующие элементы, активную регулируемую нагрузку и то- коограничивающие элементы, например дроссели, причем первая шина питающей сети подключена через последовательно соединенные приемник электроэнергии и первый токоограничи- вающий элемент к первому выводу первого коммутирующего элемента и первому выводу второго токоограничиваю- щего элемента, второй вывод которого соединен с второй шиной питающей сети и через второй коммутирующий элемент с первым выводом третьего коммутирующего элемента, второй вывод которого подключен к второму

выводу первого коммутирующего элемента и первому выводу первого амперметра, первая шина питающей сети 5 подключена через обмотку напряжения ваттметра к второй шине питающей сети и через последовательно соединенные активную регулируемую нагрузку и второй амперметр к первому вы- 10 воду третьего коммутирующего элемента, управляющий 5ХОД которого соединен с первым выходом блока уп- равления, второй и третий выходы которого подключены к управляющим 15 входам первого и второго коммутирующих элементов соответственно, о т- личающееся тем, что, с целью расширения функциональных (Возможностей за счет измерения

20 cos (f в него введены дополнительная активная регулируемая нагрузка,третий амперметр, а также четвертый, пятый, шестой и седьмой коммутирующие элементы, управляющие входы ко5 торых соединены с соответствующими выходами блока управления, первая шина питающей сети подключена через дополнительную активную регулируемую нагрузку к первому выводу

0 третьего амперметра, второй вывод которого подкдазчен через четвертый коммутирующий элемент к второй шине питающей сети и через пятый коммутирующий элемент к первому выводу

5 токовой обмотки ваттметра, второй вывод первого амперметра подключен через шестой коммутирующий элемент к первому выводу токовой обмотки ваттметра и через седьмой коммуд тирующий элемент к второй шине питающей сети и второму выводу токовой обмотки ваттметра.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены два резистора и дополнительный ваттметр, выводы обмотки напряжения которого соединены с соответствующими шинами питающей сети, причем второй вывод третьего амперметра соединен с соответствующими выводами четвертого и пятого коммутирующих элементов через токовую обмотку дополнительного ваттметра, а вторая -шина питающей сети соединена с соответствующими выводами второго и четвертого коммутирующих элементов через первый и второй резисторы соответственно.

5

0

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться при измерении Cos ср импульсных потребителей электрознерии. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Сущность способа заключается в определении отношения активной составляющей импульсного тока к его полному значению. (Л ьо ю а со оо

Составитель С. Кабиков Редактор Р, Цицика Техред Л.Олейник Корректор М. Демчик

Заказ 2124/41 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Проияводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4

Фиг. 1

П.