Устройство для измерения нагрузки и мощности в системе трехфазного тока Советский патент 1987 года по МПК G01R21/06 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения общей нагрузки, ее активной составляющей, общей и активной мощности в симметричной и несимметричной системах трехфазного тока с помощью одного измерителя напряжения.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства, заключающихся в измерении общей и активной мощности.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства для измерения нагрузки и мощности в системе трехфазного тока.

Устройство в каждой фазе содержит блок, включающий трансформатор 1 тока, первичная обмотка которого вклю- чена в соответствующую фазу, трансформатор 2 напряжения, первичная обмотка которого подключена к соответствующей фазе, дополнительные резисторы 3, включенные по одному в каждое диодное плечо первого выпрямителя 4, резистор 5 нагрузки первого выпрямителя со сглажИвакяцим конденсатором 6, первьй переключатель 7 обеспечивакщий перестройку выпрямителя 4 из неуправляемого выпрямителя в двухполупериодный управляемый, которого к входным зажимам подключен вторичная обмотка трансформатора 1 тока и первая вторичная, обмотка 8 трансформатора напряжения, а к выходным - средняя точка вторичной обмотки трансформатора 1 тока и средняя точка первой вторичной обмотки 8 трансформатора напряжения, вторая вторичная обмотка 9 трансформатора напряжения, подключенная к второму вьшрямителю 10, к выходным шинам которого подключены резистор 11 нагрузки со сглаживающим конденсатором 12, перемножители 13 напряжений, к первым входам 14 которых подключены выходы первых выпрямителей, а к вторым входам 15 - выходы вторых выпрямителей 10, второй переключатель 16, обеспечивакщий подключение выходов первых вьтрямителей к первым входам перемножителей напряжений и переключение измерителя 17 напряжения со схемы последовательного соединения с резисторами 5 нагрузки первых выпрямителей на схему последовательного соединения с резисторами 18 нагрузки перемножителей напряжений.

5

5

0

Устройство позволяет измерить в системе трехфазного тока общую нагрузку, активную составляющую нагрузки, общую мощность, а также активную мощность.

Устройство работает следующим образом.

Измерение общей мощности. Переключатель 7 находится в верхнем положении, а переключатель 16 - в левом (исходное положение, приведенное на чертеже). Через входы неуправляемых выпрямителей посредством трансформаторов 1 тока напряжения, пропорциональные нагрузке в каждой фазе, подводятся к входам вьтрямителей 4, включенных по мостовой схеме. Выпрямленные на резисторах 5 напряжения сглаживаются конденсаторами 6, и их суммарная величина, пропорциональная общей нагрузке контролируемой системы, фиксируется измерителем 17 напряжения.

Измерение активной составляющей нагрузки. Переключатель 7 находится в нижнем положении, а переключатель 16 - в левом. Через входы двухполу- периодных управляемых выпрямителей посредством трансформаторов тока 1 и напряжения 2 к входам выпрямителей 4, включенным по кольцевой схеме, подводятся напряжения U, и U, пропорциональные току нагрузки и напряжению каждой фазы соответственно. Если Uj,7U,, то на выходах двух- полупериодных управляемых выпрямителей выделяются напряжения, пропорциональные активным составляющим нагрузки. Эти напряжения сглаживаются конденсаторами 6, и их суммарная величина фиксируется измерителем 17 напря- же ния.

Измерение общей мощности. Пере- 5 ключатель 7 находится в верхнем положении, а переключатель 16 - в правом. В этом случае выпрямленные на резисторах 5 напряжения, пропорциональные общей нагрузке в каждой фазе контролируемой системы, подаются на первые входы 14 перемножителей 13 напряжений, а на вторые входы 15 посредством вторых вторичных обмоток 9 трансформатора напряжения и вторых g выпрямителей 10 с резисторами 11 нагрузки и сглаживающими конденсаторами 12 подаются напряжения, пропорциональные соответствуклцим фазным напряжениям. Таким образом, на резисторах

0

5

0

0

18 перемиожителей напряжений формируются напряжения, пропорциональные общей мощности соответствующих фаз, суммарная величина которых фиксируется измерителем 17 напряжения.

Измерение активной мощности. Переключатель 7 находится в нижнем положении, переключатель 16 - в. правом. В этом случае на входы перемножителей подаются напряжения, п ропор- циональные активным составляющим тока нагрузки и фазньм напряжениям, а на измерителе 17 напряжения фиксируется суммарная величина их произведений, пропорциональная активной мощности контролируемой системы.

Диапазон измеряемых нагрузок и .мощностей может выбираться в широких пределах подобно амперметрам и ваттметрам. Верхний предел выбирается из условия и, и, .

Прибор рассчитан на применение в энергетических системах промьш- ленной частоты. Имеется принципиаль- ная возможность его работы и на других частотах, диапазон -которых определяется пределом работоспособности составляющих элементов схемы.

Использование новых элементов - вторых вторичных обмоток трансформаторов напряжения, вторых выпрямителей с резисторами нагрузки и сглажи- :вающими конденсаторами, перемножителей напряжения и второго переключателя - позволяет наряду с контролем общей нагрузки и ее активной составляющей измерять общую и активную мощност в симметричных и несимметричных системах трехфазного тока, что расширяет функциональные возможности, устройства и сферу его применения.

Составитель В.Егоров Редактор С.Пекарь Техред В.Кадар Корректор Л.Пилипенко

Заказ 4043/38 Тираж 730Подписное

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, 4

5

5

0

Формула изобретения Устройство для измерения нагрузки и мощности в системе трехфазного тока, содержащее трансформаторы тока,

0

5

первичные обмотки которых включены в каждую фазу, а вторичные соединены с первыми выпря.ч-ителями, параллельно выходным цепям которых подключены резисторы нагрузки и сглаживающие конденсаторы, трансформаторы напряжения, первичные обмотки которых соединены в звезду и подключены к соответствующим фазам, дополнительные резисторы, включенные по одному в каждое диодное плечо первых выпрямителей, первьй переключатель, через который к входным шинам первых выпрямителей подключены первые вторичные обмотки 0 трансформаторов напряжения, а к выходным - средние точки вторичных обмоток трансформаторов тока и первых вторичных обмоток трансформаторов напряжения, и измеритель напряжения, отличающее ся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, заключающихся в измерении общей и активной мощности, в него введены перемножители напряжений на два входа, второй переключатель, вто

рые выпрямители, к выходным шинам которых подключены введенные резисторы нагрузки и сглаживакхцр е конденсаторы, и вторые вторичные обмотки трансформаторов напряжения, соединенные через вторые вьшрямители с вторыми входами перемножителей напряжений, а посредством второго переключателя выходы первых выпрямителей подключены к первым входам перемножителей напряжений и измеритель напряжения - последовательно с резисторами нагрузки первых выпрямителей или последовательно с выходными резисторами перемножителей напряжений.

Изобретение может быть использовано для измерения общей нагрузки, ее активной составляющей, общей и актив- ной мощности в симметричной и несим- . метричной системах трехфазного тока с помощью одного измерителя напряжения. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей - достигается путем измерения общей и активной мощности. Устройство содержит трансформатор 1 тока, трансформатор 2 напряжения, дополнительные резисторы 3, выпрямители 4 и 10, резисторы 5 и 11, нагрузки вьтрямителей, кон- ; денсаторы б и 12, переключатели 7 и 16, вторичные обмотки 8 и 9 трансформатора 2, перемножители 13, входы 14 и 15, измеритель 17, резисторы 18 нагрузки перемножителей напряжения. Использование новых злементоч: вторых вторичных обмоток трансформа- Торов 2, вторых выпрямителей с резисторами нагрузки и сглаживающими конденсаторами, перемножнтелей напряжения, второго переключателя и ковьгл соответствующих функциональных связей обеспечивает достижение поставленной дели - расширение функциональных возможностей и области применения данного устройства. 1 ил. СО со О1 00 00 со