Измерительный преобразователь активной мощности Советский патент 1987 года по МПК G01R21/00 

10

15

20

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения активной мопщости в энергосистемах в нормальных и аварийных режимах.

Целью изобретения является повышение точности.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого .устройства. Устройство содержит входной преобразователь 1 напряжения, входной преобразователь 2 тока, множительный блок 3, источник 4 опорного напряжения, первый 5 и второй 6 ключи, интегратор 7, блок 8 сравнения, первый 9 и второй 10 триггеры, фop иpoвa- тель 11,- умножитель 12 частоты, состоящий из элемента 12 совпадения, счетчика 14, регистра 15 памяти, цифроаналоговый преобразователь 16, При этом входной преобразователь 1 напряжения включается в контролируемую сеть параллельно, а входной преобразователь 2 тока - последовательно с нагрузкой, входы множительного бло- ка 3 подключены к выходам входных преобразователей 1 и 2, выход множительного блока 3 через первый ключ 5 соединен с входом интегратора 6, выход которого подключен к входу сравнивающего блока 8, а еыход последнего соединен с входом установки в нулевое состояние первого триггера 9, источник 4.опорного напряжения через второй ключ 6 соединен с входом интегратора 7, вход формирователя 1 подключен к зажимам напряжения контролируемой сети, а выход формирователя 11 соединен с входом умножителя 12 частоты и счетным входом второго триггера 10, прямой выход второго триггера 10 соединен с управляющим входом первого ключа 5, инверсный выход - с синхронизирующим входом первого триггера 9 и

Устройство работает следующим образом.

При появлении на выходе второго триггера 10 потенциала логической единицы, соответствующего началу первого .периода преобразования, счетчик 14 устанавливается в начальное состояние, сигнал, пропорциональный произведению мгновенных значений тока и напряжения в контролируемой цепи, с выхода блока 3 поступает на интегратор 7, По истечении первого периода преобразования на выходе интегратора 7 сигнал напряжения равен

- S-C I

uidt + П

нам

(О

и

т Нам

30

где RC - постоянная интегратора; i, U - мгновенные значения тока

и напряжения в контролируемой сети;

длительность периода напряжения (тока); напряжение на выходе интегратора 7 к моменту замыкания первого ключа 5. В начале второго периода преобразования на выходе второго триггера 10 появляется потенциал логического нуля, при этом ключ 5 размыкается, , с выхода второго триггера 10 на синхронизирующий вход первого триггера 9 поступает импульс и на выходе триггера 9 появляется потенциал 35 логической единицы, при котором замыкается второй ключ 6 и открывается элемент 13 совпадения, интегратор 7 разряжается выходным сигналом U источника и на вход счетчика 14 начинают поступать импульсы с выхода умножителя 12,,В момент достижения выходным напряжением интегратора 7 напряжения срабатывания блока 8 последний срабатывает, на его выходе

40

входом установ- 45 появляется импульс, переключающий в

ки в О счетчика 14, выход умножите- нулевое положение триггер 9, Это ля 12 частоты подключен к второму приводит к запиранию элемента 13 сов- 13 совпадения, первый падения и размыканию ключа 6, в ревходу элемента вход которого соединен с выходом первого триггера 9 и управляющим входом второго ключа 6, выход элемента 13 совпадения соединен со счетным входом счетчика 14, выход которого подключен к входу регистра 15 памяти, а выход последнего соединен с входом цифроаналюговсго преобразователя 16, установочный вход регистра 15 памяти соединен с выходом первого триггера.

зультате чего импульсы с выхода ум- 50 ножителя 12 перестают поступать на счетчик 14, а интегратор 7 переходит в режим хранения, в котором он находится вплоть до начала следующего периода входного напряжения, Следо- 55 вательно, напряжение на выходе интегратора 7 в этот момент, равное напряжению срабатывания блока 8, равно напряжению UHQM в формуле (1),

5

Устройство работает следующим образом.

При появлении на выходе второго триггера 10 потенциала логической единицы, соответствующего началу первого .периода преобразования, счетчик 14 устанавливается в начальное состояние, сигнал, пропорциональный произведению мгновенных значений тока и напряжения в контролируемой цепи, с выхода блока 3 поступает на интегратор 7, По истечении первого периода преобразования на выходе интегратора 7 сигнал напряжения равен

- S-C I

uidt + П

нам

(О

0

и

т Нам

0

где RC - постоянная интегратора; i, U - мгновенные значения тока

и напряжения в контролируемой сети;

длительность периода напряжения (тока); напряжение на выходе интегратора 7 к моменту замыкания первого ключа 5. В начале второго периода преобразования на выходе второго триггера 10 появляется потенциал логического нуля, при этом ключ 5 размыкается, , с выхода второго триггера 10 на синхронизирующий вход первого триггера 9 поступает импульс и на выходе триггера 9 появляется потенциал 5 логической единицы, при котором замыкается второй ключ 6 и открывается элемент 13 совпадения, интегратор 7 разряжается выходным сигналом U источника и на вход счетчика 14 начинают поступать импульсы с выхода умножителя 12,,В момент достижения выходным напряжением интегратора 7 напряжения срабатывания блока 8 последний срабатывает, на его выходе

0

зультате чего импульсы с выхода ум- 50 ножителя 12 перестают поступать на счетчик 14, а интегратор 7 переходит в режим хранения, в котором он находится вплоть до начала следующего периода входного напряжения, Следо- 55 вательно, напряжение на выходе интегратора 7 в этот момент, равное напряжению срабатывания блока 8, равно напряжению UHQM в формуле (1),

3

Время разряда (tp) интегратора определяется из соотношения

I

ic 1

T+tt

1

dt . и„„,- j

I

ГТ

--Р,

JUon

(2) (3)

где P - uidt - активная мощность о контролируемой сети, ,

За время t- в счетчике 14 запишет- ся код, соответствующий числу

п f.ju- .

.(4)

где f щ. - частота импульсов на выхо-

(jii

де умножителя 12.

Частота входных импульсов последнего равна частоте сети f. , следовательно ,

f|jq Куц fg ,

где К (.ц - коэффициент передачи умножителя 12. Из (4) с учетом (3) следует

К

Kv

. f . i.p Jl.p C51 цч c тт п 1 .Lion on

т.е. число, записанное в счетчике 14 пропорционально активной мошдости в контролируемой цепи.

При разряде интегратора 7 до напряжения и цдц срабатывает блок 8, при этом первый триггер 9 устанавливается в нулевое состояние, второй ключ 6 размыкается, элемент 13 за- крывается, а на установочный вход регистра 15 поступает управляющий сигнал ввода кода числа п, определяемого формулой (4), который записан в счетчике 14.

Код, соответствующий числу, записанному в счетчике, хранится в регистре до моменуа обновления информации в счетчике 14 к концу следующего цикла преобразования. Параметры элементов схемы выбраны таким образом, что t.p «i Т при всех изменениях частоты контролируемой сети, в реВНИИПИ Заказ 1793/36 . Тираж 731 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

fO

5

0

5

0

5

0 5

0

104

зультате чего цикл преобразования не превосходит двух периодов.

Формула изобретейия

Измерительный преобразователь активной мощности, содержащий входные преобразователи напряжения и тока, выходы которого соединены с входами множительного блока, а входы являются входами преобразователя, последовательно соединенные интегратор и блок сравнения, преобразователь интервал - код, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены два ключа, источник опорного напряжения, формирователь, умножитель частоты, два триггера и цифроаналоговый преобразователь, а преобразователь интервал - код выполнен в виде последовательно соединенных элемента совпадения, счетчика и регистра памяти, вход формирователя является третьим входом устройства, выход множительного блока соединен с информационным входом первого ключа, источник . опорного напряжения соединен с информационным входом второго ключа, выходы которых соединены с входом интегратора, выход блока сравнения соединен с входом установки в О первого триггера, прямой выход которого соединен с управляющим входом второго ключа, первым входом элемента совпадения и входом управления записью в регистр памяти, выход формирователя соединен с входом умножителя частоты и со счетным входом второго триггера, выход умножителя частоты соединен с вторым входом элемента совпадения, прямой выход вто рого триггера соединен с управляющим входом первого ключа, инверсный выход - с информационным входом второго триггера, с входом записи первого триггера и с входом установки в О счетчика, выход регистра памяти соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого является вторым, выходом устройства, первым выходом устройства является выход регистра памяти.

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерений. Измерительный преобразователь содержит преобразователь 1 напряжения, преобразователь 2 тока, множительный блок 3, интегратор 7, блок 8 сравнения и преобразователь 17 интервал - код. Для достижения поставленной цели в устройство введены ключи 5 и 6, источник 4 опорного напряжения, триггеры 9 и 10, формирователь 11, умножитель 12 частоты, цифроаналоговый преобразователь 16 и образованы новые функциональные связи. При этом преобразователь 17 интервал-код включает элемент 13 совпадения, счетчик 14 и регистр 15 памяти. 1 ил. А (Л 00 о Ob со