Устройство для измерения активной мощности основной гармоники прямой последовательности фаз трехфазной сети Советский патент 1986 года по МПК G01R21/06 G01R11/00 

маторы 13-16, фазочувствительные выпрямители 17-20, сумматоры 25 и 26, полосовой фильтр 27, генератор 28 опорных сигналов. Расширение функци1

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам для измерения активной мощности основного потока электроэнергии в трехфазных сетях переменного тока, и может найти применение для иследования работы электропотребителей, а также для организации коммерческого учета электроэнергии в сетях с несимметричными, нелинейными, резкопеременными нагрузками.

Цель изобретения - повышение точности измерения и расширение функциональных возможностей устройства.

На фиг, 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы выходных сигналов генератора; на фиг. 3 - спектры выходных сигналов сумматоров.

Устройство содержит перемножители 1-12, сумматоры 13-16, фазочувствительные выпрямители 17-20, перемножи тели 21-24, сумматоры 25 и 26, полосовой фильтр 27 и генератор 28 опорных сигналов.

Первьш выход генератора 28 подключен к первым входам перемножителе 1 и 2, второй выход - к первым входа перемножителей 3 и 4, третий выход - к первым входам перемножителей 5 и 6, четвертый выход - к первым входам перемножителей 7 и 8, пятый выход - к первым входам перемножителей 9 и 10, шестой выкод - к первым входам перемножителей 11 и 12. Первая вход- най шина напряжения соединена с вторыми входами перемножителей 2 и 8, вторая входная шина напряжения - с вторыми входами перемножителей 4 и 10, третья входная шина напряжения - с вторыми входа ми перемножителей 6 и 12 . Первая входная шина тока соединена с вторыми входами перемножителе 1 и 7, вторая входная шина тока - с вторыми входами перемножителей 3 и 9

ональных возможностей обеспечивается за счет измерения наряду с активной также и реактивной мощности . 3 ил.

третья входная шина тока - с вторыми входами перемножителей 5 и 11, Входы сумматора 13 подключены к выходам перемножителей 1, 3 и 5, входы сумматора

14 - к выходам перемножителей 7, 9 и i1, входы сумматора 15 - к выходам перемножителей 2, 4 и 6, входы сумматора 16 - к выходам перемножителей 8, 10 и 12. Вход фазочувствительного

вьтрямителя 17 соединен с выходом

сумматора 13, а выход - с первыми входами перемножителей 21 и 24. Вход фазочувствительного вьшрямителя 18 соединен с выходом сумматора 14, а выход - с первыми входами перемножителей 22 и 23. Вход фазочувствительного вьтрямителя 19 соединен с выходом сумматора 15, а выход - с вторыми входами перемножителей 21 и 23. Вход фазочувствительного вьшрямителя 20 соединен с выходом сумматора 16, а выход - с вторыми входами перемножителей 22 и 24. Вход полосового фильтра 27 подключен к выходу сумматора 16,

а выход - к управляющим входам фазо- чувствительных вьтрямителей 17-20. Входы сумматора 25 соединены с выходами перемножителей 21 и 22, а выход - с первой выходной шиной. Входы

сумматора 26 соединены с выходами перемножителей 23 и 24, а выход - с второй выходной шиной.

Устройство работает следующим образом.

Трехфазный генератор 28 вырабатывает сигналы прямоугольной формы со скважностью (фиг, 2)

40

Cj, + jSf S - (2i-l)(2 t 2 3

n(l 0,1,2;

(1)

Ha входные щины устройства подаются трехфазные напряжения на токи сети

« Si( 2 ч

- р -о- );

ie S::Sl,.-Sin(kut

К Р- О

2

, (1 0,1,2)

где YHJ , IHP и Ч - напряжение, ток и угловой сдвиг между напряжением и током составляющих р-й (р О - нулевая, р 1 - прямая, р 2 - обратная) последовательности фаз в k-й гармонике сети;

Сигнал (л) используется для упра ления фазочувствительными вьтрямител ми 17-20, на выходах которых образую ся сигналы постоянного тока

20

оС„ - начальный угол составляющей е,, в (

р-й последовательности в напряжении k-й гармоники нулевой фазы (32 О)

После пофазного умножения напря- 25 +je expf-jCi +f )1. жений и токов (2) на сигналы (О в

перемножителях 1-12 и суммирования на выходах сумматоров 13-16 образуются сигналы

.J- -5.4 i.,)

i7e2|-j42-r Sin(kidt+(i. + -; к-4 I 2i-l

ю

+ %J (2i-})5lt + -

(31-0

Рч -

+(-1) -1

КР

« ( з(21-1 )(-J )VkutH

,V))|,

5 (Ce «-JSe) 7 Sin(kwt +

-i:. K./1 I /1-1

+ Ko )(2i-l)52t +

2J

3(2i-l)2

±(-1 )V

( 3(21-0+2 5. t +

j:(-i)4kut +rt,p))j

2)

12509744

В спектрах сигналов (3) (фиг, 3), если выполнено условие l)u

на частоте (SI- w) располагаются сос- 5 тавляющие прямой (р 1) последовательности фаз в первых гармониках (k 1) напряжений и токов сети. Одну из этих составляющих вьщеляет полосовой фильтр 27

р Л/

17

Sin ()t +

(4)

где } - угол, обусловлеиньш фильтрацией.

Сигнал (л) используется для управления фазочувствительными вьтрямителя- ми 17-20, на выходах которых образуются сигналы постоянного тока

(5)

30

Дальнейшие преобразования сигналов (5) идут в соответствии с вьфажениями:

е, + je,, е„, + е,, + j(e, 35

,, .з- .. ,o J(%So- « 9 19 (

3)

V, ,, + Я. I,,(,,4- 40 .P V,-IH(JV

,1.°.,- . i.;sin,,.

По сравнению с прототипом в предлагаемом устройстве легко реализует45 ся опорный генератор, например, в виде счетчика 12 импульсов частоты и дешифратора. При этом входные пере- множителн 1-12 выполняются в виде простых электронных ключей, что значи50 т льно- снижает погрешность преобразования мощности.

Положительный эффект от внедрения изобретения основан на повьшении точности и расширении функциональных

55 возможностей измерения мощности основного потока электроэнергии за счет возможности измерения наряду с активной и реактивной мощности.

Формула изобретения Устройство для измерения активной мощности основной гармоники прямой последовательности фаз трехфазной дети, содержащее шестнадцать перемножителей, шесть сумматоров, полосовой фильтр, четыре блока усреднения и генератор опорных сигналов, первый выход которого подключен к первым входам первого и второго перемножителей, второй выход - к первым входам третьего и четвертого перемножителей, третий выход - к первым входам пятого и шестого перемножителей, четвертый выход - к первым входам седьмого и восьмого перемножителей, пятый выход - к первым входам девятого и десятого перемножителей, шестой выход - к первым входам одиннадцатого и двенадцатого перемножителей первая входная шина напряжения сое-с динена с вторыми входами второго и восьмого перемножителей, вторая входная шина Напряжения - с вторыми входами четвертого и десятого перемножителей, третья входная шина напряжения - с вторыми входами шестого и двенадцатого перемножителей, первая входная шина тока - с вторыми входами первого и седьмого перемножителей, вторая входная шина тока - с вторыми входами третьего и девятого перемножителей, третья входная шина тока - с вторыми входами пятого и одиннадцатого перемножнтелей, входы первого сумматора соединены соответственно с выходами первого, третьего и пятого перемножителей, а выход через первый блок усреднения - с первым входом тринадцатого перемножителя, входы второго сумматора соединены соответственно с вькодами седьмого, девятого и одиннадцатого

перемножителей, а выход через второй блок усреднения - с первым входом четырнадцатого перемножителя, входы третьего сумматора соединены соответственно с выходами второго, четверто-

го и шестого перемножителей, а выход через третий блок усреднения - с вторым входом тринадцатого перемножителя, Еходы четвертого сумматора соединены соответственно с выходами

восьмого, десятого и двенадцатого перемножителей, а выход через четвер- рый блок усреднения - с вторым входом четырнадцатого перемножителя, вход полосового фильтра подключен к выходу

третьего сумматора, входы пятого сумматора соединены с выходами тринад- цатого и четьфнадцатого перемножителей соответственно, а выход - с первой выходной шиной, отл и ч а.ю -

щ е е С я

тем, что, с целью повьш1е

ния точности измерения и расширения функциональных возможностей, блоки усреднения вьтолнены в виде фазочув- ствительных выпрямителей, управляющие входы которых соединены с выходом полосового фильтра, входы пятнадцатого перемножителя подключены к выходам второго и третьего блоков усреднения соответственно, входы шестнадцатого перемножителя - к выходам первого и четвертого блоков усреднения соответственно , входы шестого сумматора - к выходам пятнадцатого и шестнадцатого перемножителей соответственно, а выход шестого сумматора - к второй выходной шине.

О

35i

(лрямая frffc/r.)

I (о5 уатная ftpc/J.)

hi r

I I.il

л,1

I/.

/w {«

I

I(ff-t)2

Ito

.7 r I I { I I I

I J re I ffo

л л

Ito

I r

II liiiiii II II ...

Й ..| |д .;. Ui

c

c

C (V. OJ фи8.3

§.

ЙЙ

Составитель С. Кабиков Редактор М. Келемеш Техред М.Ходанич Корректор И. Эрдейи

Заказ / 404/40 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно

-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, Д

5f

75

ffS

P 0

(Hy/TeScffi frac/r.)

(ff-t)2

Ito

.7 r I I { I I I

I J re I ffo

л л

Ito

lyo

I r.

II II ...

| |д

§.

| |д

ЙЙ

Изобретение относится к устройствам для измерения активной мощности основного потока электроэнергии в трехфазных сетях и может быть использовано для исследования работы электропотребителей, организации коммерческого учета электроэнергии в сетях с несимметричными, нелинейными и резкопеременными нагрузками,. Цель изобретения - повышение точности измерений и распшрение функциональных возможностей устройства - достигается за счет того, что блоки усреднения выполнены в виде фазочувствитель- ных выпрямителей. Устройство содер- ta жит перемножители 1-12 и 21-24, сум- S СЛ Л, с, с, с, 5,в/6г ttt т, гв