Многофазный измерительный преобразователь электрической мощности Советский патент 1987 года по МПК G01R21/06 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения активной и реактивной мощности основного потока электроэнергии в многофазных сетях переменного тока.

Цель изобретения - повышение точности измерения мощности основного потока электроэнергии путем устранения влияния на результат измерений помехи в виде мощности модуляционных составляющих напряжений и токов.

На чертеже изображен многофазный измерительный преобразователь электрической мощности в трехфазном варианте.

Многофазньй измерительньй преобразователь электрической мощности со- держит коммутаторы 1 и 2 тока и напряжения, блок 3 анализаторов спектра блок 4 преобразования мощности, распределитель 5, генератор 6 импульсов полосовой фильтр 7, формирователь .8 импульсов, модулятор 9, генератор 10 синусоидального сигнала, фазовый детектор 11, фильтр 12 сверхнизких

частот, причем входы коммутаторов 1 и 2 тока и напряжений подключены к шинам контролируемых напряжений и токов, а выходы через блок 3 анализаторов спектр-а соединены со входами блока 4 преобразования мощности, выходы которого являются выходами синфазного измерительного преобразователя электрической мощности, вых ды распределителя соединены с входами управления коммутаторов 1 и 2 тока и напряжения, а вход через генера тор 6 импульсов и фильтр 12 сверхнизких частот соединен с фазовым детектором 11, информационный вход модулятора 9 подключен к шине одного из контролируемых напряжений, а вы- ход через полосовой фильтр 7 и формирователь 8 импульсов соединен с первым входом фазового детектора 11, второй вход которого соединен с одним из выходов распределителя 5, вы- ход генератора 10 синусоидального сигнала соединен с входами управления модулятора 9 и блока 3 анализаторов спектра.

Многофазный измерительный преоб- разователь электрической мощности работает следукяцим образом.

Пусть ему на вход поданы трехфазные напряжения и токи:

Z.)t+oin-(i-1)-

nrllJ

2н

+ UnSinCnWt + в; +(-1)

g N i io+ Z.{l«sin nu.t +Гп-(Ы)- +

+ + B;+V«+(i-1), (1)

где t 1,2,3 - номер фазы;

ы - частота сети N - номер последней различимой гармоники сети,

Vf,,, 1 - амплитуды составляющих прямой и обратной последовательности фаз напряжений/токов п-й гармоники;

UO/IG напряжение/ток нулевой последовательности фаз; о п фазовые углы составляюп(их прямой и обратной последовательности в напряжении п-й гармоники I фазы; Yfi , У фазовый сдвиг между напряжениями и токами составляющих прямой и обратной последовательности п-й гармоники.

Распределитель 5, генератор 6 импульсов, полосовой фильтр 7, формирователь 8 импульсов, модулятор 9, фазовый детектор 11 и фильтр 12 сверхнизких частот образуют схему фазовой автоподстройки частоты трехфазных коммутационных сигналов

г

ас

-I. , и. f (-„к,,

3Tf

cos(3k-2)GZ-bu))t-(C-1)-|-J

3k-27.

cos(3k-1)(a+u})t+(t-1)-

-I-.

й- f: (

) J ,7

г sinC(3k-i) (52+1) t-{ г-1)-

2J

sin(3k-1) (Й-Но) t+( г-1)

1.

(2)

313073

где 51 - частота генератора 10 синусоидального сигнала. Полосовой фильтр 7 определяет полосу захвата частоты Q + to , которая (при достаточной стабильности гене- 5 ратора 10 синусоидального сигнала) определяется возможными изменениями частоты to сети в пределах ±0,5 Гц. В то же время, фильтр 12 сверхнизких частот (менее 0,01 Гц) устраняет впияЮ ние резкопеременных модуляций напря- жений (1) на частоту генератора 6 импульсов, задающего частоту сигналов (2). На выходе коммутаторов 1 и 2 токов и напряжения составляющие на- 15

и

пряжений Uc и Us истоков 1 и Ig на частоте имеют вид:

- -Ц-v,sin(nt-oi;)i

-T™ V,cos(Qt -d ,);

- -ЗЦ-. (Slt-o ;-4 , );

С1

51

С1

isi

0/

.-.(Slt-oi -,)

анали- 30

Эти состав-пяющие в блоке 3 заторов спектра переносятся на нуле вую частоту. Модулирующее напряжение формируется генератором 10 синусоидального сигнала

Многофазный измеритепьный преобразователь электрической мощности, содержащий коммутаторы тока и напряжений, входы которых подключены к шинам контролируемых напряжений и токов, а выходы через блок анализаторов спектра соединены с входами блока преобразования мощности, выходы которого являются выходами многофазного измерительного преобразователя электрической мощности, распределитель, выходы которого соединены с входами управления коммутаторов тока и напряжения, а вход соединен с выхои

-ta

Е sin($lt + Q), где Q - начальная фаза.

(4)

35

40

дом генератора импульсов, полосовок фильтр, выход которого соединен с входом формирователя импульсов, о т- личающийся тем, что, с целью повышения точности измерения мощности основного потока электроэнергии, в него введен генератор синусоидального сигнала, фазовый детектор, фильтр сверхнизких г;астот и модулятор, информационный вход которого подключен к шине одного из контролируемых напряжений,, а выход соединен с входом полосового фильтра, выход генератора синусоидального сигнала соединен с входами управления модулятора и блока анапизаторов спектра, первый вход фазового детектора соединен с выходом формирователя имНаконец, в блоке 4 преобразования 50 пульсов, второй - с одним из выходов

распределителя, а выход через фильтр сверхнизких частот соединен с входом генератора импульсов.

На выходе блока 3 анализаторов спектра образуются сигналы

(, -« Q)i (oc; + Q);

I,cos(oCi + Q - Vi ),

45

-c

15 ,- I, sin(oi; + Q +4-)

(5)

мощности формируются сигналы, пропорциональные мощности основного потока электроэнергии

4

54

г о IVcis

- Vglc

V, 1 ,si.n (, h)

В выражениях (1) n к-лжд(1 -т IKS параметров V , V, 1„, )„ , ail, , В„ , V, подразумеваете я кяличие дпух слагаемых - перемеиног-о (со спектром от 0,01 до 10 Гц) и киазипостояпного (со спектром ниже 0,01 Гц). В ni ii a- жениях (5), однако, остаются лини, квазипостоянные части параметров ,

1

которые и характеризуют

t

ОС ионной поток электроэнергии. Формула изобретения

20

25

30

Многофазный измеритепьный преобразователь электрической мощности, содержащий коммутаторы тока и напряжений, входы которых подключены к шинам контролируемых напряжений и токов, а выходы через блок анализаторов спектра соединены с входами блока преобразования мощности, выходы которого являются выходами многофазного измерительного преобразователя электрической мощности, распределитель, выходы которого соединены с входами управления коммутаторов тока и напряжения, а вход соединен с выхо35

40

45

Изобретение относится к электроизмерительной технике, и может быть использовано для измерения активной и реактивной мощности основного потр- ка электроэнергии в многофазных сетях переменного тока. Цель изобретения - повьппение точности измерения мощности основного потока-электроэнергии. Для достижения поставленной цели в устройство введены генератор 10 синусоидального сигнала, фазовый детектор 11, фильтр 12 сверхнизких частот и модулятор 9. Устройство также содержит коммутаторы 1,2 тока и напряжения, блок 3 анализаторов спектра, блок 4 преобразования мощности, распределитель 5, генератор 6 импульсов, полосовой фильтр 7, формирователь 8 импульсов. Цель достигается путем устранения влияния на результат измерений помехи в виде мощности модуляционных составляющих напряжений и токов. 1 ил. (Л