Способ определения активной мощности в высоковольтной линии переменного тока Советский патент 1988 года по МПК G01R21/00 

05 00

J

ф

О5

Изобретение относится к электро- измерениям,в частности к способам измерения электрической мощности, и может быть использовано при управле- g НИИ режимами высоковольтной линии электропередачи переменного тока.

Цель изобретения - повьппение. точности определения активной мощности в высоковольтной линии переменного тока.

Сущность способа определения активной мощности в высоковольтной линии переменного тока заключается в следующем.

Активную мощность,измеренную ваттметром с измерительными трансформаторами тока и напряжения, можно представить как

ЬКи К

йК йКп-ЬКэч., л +гг- + ) (cos б

ни

sin I

43

иц KHI

(3)

После подстановки в (3)

10

Уи

uKi

ни

J-

&К.

получают

1 - yu i yu HcosS - If -tRq. sin 8 ) ,

p p

ИТ,М

PH 1,-.-,-и,- Кми-cosCf

n

fz

где и

- вторичное напряжение трансформатора напряжения; 2 - ток во вторичной цепи трансформатора тока;

нз

.,. - соответственно номинальные

HU

коэффициенты трансформации трансформаторов тока и напряжения;

Cfj - угол сдвига между током и напряжением во вторичных цепях трансформаторов тока и напряжения.

где У и Y U - соответственно относительные значения погрешностей (1) 20в измерительных трансформаторах тока и напряжения.

Следовательно, систематическая ошибка Б измерении активной мощности 25 линии при помощи измерительных трансформаторов тока и напряжения имеет вид

30

1Л|) -Jf L л п1 у

+ У +yu|fi(c°s5 - tgcf sinS )|J,(4)

РИЭ/Л q и

Допуская sin 5 5 вследствие малости угла S , и пренебрегая При этом фактическое значение из- 35 членами второго порядка малости меряемой величины активной мощности У: ifu О,записывают выражение (4) с учетом погрешностей в измеритель- в виде ных трансформаторах можно вычислить

по формуле

ДК,) + tiK(j)x XCOS (q, +, + S, ),(2)

К

йК йКп-ЬКэч., л +гг- + ) (cos б

ни

sin I

43

иц KHI

(3)

После подстановки в (3)

Уи

uKi

ни

J-

&К.

получают

1 - yu i yu HcosS - If -tRq. sin 8 ) ,

p p

ИТ,М

30

1Л|) -Jf L л п1 у

+ У +yu|fi(c°s5 - tgcf sinS )|J,(4)

РИЭ/Л q и

oui

P.

Ь )

40

(1 -J

(5)

Изобретение может быть использовано при управлении режимами высоковольтной линии электропередачи переменного тока и позволяет повысить точность определения активной мощности. Устройство, реализующее способ, содержит датчики напряжения 1., тока 2, активной 3 и реактивной 4 мощности, блоки 5-8 определения погрещнос- тей, сумматоры 9, 10, 13, 15 и 17, блоки 11, 14 и 16 умножения и блок 12 деления; Использование устройства кроме измерения активной мощности, обеспечивает еще и измерение значений тока, напряжения и реактивной мощности. По измеренным величинам можно определить систематическую ошибку., вносимую- трансформаторами тока и напряжения. Причем значение активной мощности определяют вычитанием систематической ошибки из измеренной величины активной мощности. , 1 ил. с (Л

где

изм

КЧг

где йК-чИ ЬКц- абсолютные по грешности, вносимые из- 45 Таким образом, по измеренной ак- мерительными транс- тивной мощности и вычисленной по (5)

величине Систематической погрешности можно определить фактическое значеформаторами тока и напряжения в коэффициент трансформации;50- соответственно угловые погрешности трансформаторов то- ка и напряжения.

После несложных преобразований вы- 55 ражение (2) принимает вид

J и и

ние активной мощности линии

Рщм йР(,и в общем случае для погрешностей трансформаторов напряжения

а,

а,иг

+ а,и

5„ Ь, + Ь, и +

(6) (7)

РФ 1а-Кн,

Uj Кщ, cpscf

J.

где

иэм

изм

КЧг

Таким образом, тивной мощности и

ние активной мощности линии

Рщм йР(,и в общем случае для погрешностей трансформаторов напряжения

а,

а,иг

+ а,и

Ь, + Ь, и +

(6) (7)

Для трансформаторов тока соответственно

На чертеже представлено устройство, реализующее способ определения активной мощности в высоковольтной линии переменного тока.

Устройство содержит датчики 1 - 4 напряжения, тока, активной и реактивной мощности, с первого по четвертый блоки 5-8 определения погрешностей первый и второй сумматоры 9 и 10,первый блок 11 умножения, блок 12 деления, третий сумматор 13, второй блок 14 умножения, четвертый сумматор 15, третий блок 16 умножения и пятый сумматор 17.. I

Первый выход датчика 1 напряжения

подключен к входам первого и второго блоков 5 и 6 определения погрешностей, а первый выход датчика 2 тока - к входам третьего и четвертого блоков 7 и 8 определения погрешностей, второй выход датчика 1 напряжения подключен к первым входам датчиков 3 и 4 активной и реактивной мощноети,к вторым входам которых подключен второй выход датчика 2 тока, выходы первого и третьего блоков 5 и 7 определения погрешностей подключены к первому и второму входам первого сумматора 9 соответственно,а выходы второго и четвертого блоков 6 и 8 определения погрешностей - к первому и второму входам второго сумматора 10 соответственно,первые выходы датчиков 3 и 4 активной и реактивной мощности подключены к первому и второму входам блока 12 деления, выход первого сумматора 9 подключен к первому входу второго блока 14 умножения, а выход второго сумматора 10 - к первому входу первого блока 11 умножения, к второму входу которого подключен выход блока 12 деления, выход первого блока 11 умножения через третий сумматор 13 подключен к второму входу второго блока 14 умножения, выход которого через четвертый сумматор 15 подключен к первому входу третьего блока 16 умножения, второй вход которого подключен к второму выходу датчика 3 активной мощности и первому входу пятого сумматора 17, а выход - к второму входу пятого сумма тора 17, выход которого является выходом устройства.

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

Способ осуществляется следующим образом.

В датчиках 1 - 4 напряжения, тока, активной и реактивной мощности производится измерение напряжения, тока, активной и реактивной мощности. По напряжению, получаемому с выхода датчика 1 напряжения, в блоке 5 определяется погрешность в соответствии с формулой (6) и вычисляется погрешность в коэффициенте трансформации, а в блоке 6 определения погрешности в соответствии с формулой (7) вычисляется угловая погрешность. По току с выхода датчика 2 тока в блоке 7 определения погрешности в соответствии с формулой (8) вычисляется погрешность в коэффициенте трансформации трансформатора тока, а в блоке 8 определения погрешности в соответствии с формулой (9) вычисляется угловая погрешность, В сумматоре 10 производится суммирование сигналов, получаемых с выхода блоков 6 и 8 определения погрешности, и на выходе появляется сигнал, соответствующий суммарной угловой погрешности, вносимой измерительными трансформаторами тока и напряжения,

В сумматоре 9 производится суммирование сигналов блоков 5 и 7 определения погрешности с единичным сигналом, формируемым в этом же блоке,

Б блоке 12 деления производится деление сигнала, получаемого с выхода датчика 4 реактивной мощности, на сигнал, получаемый с выхода датчика 3 реактивной мощности, а в блоке 11 умножения этот сигнал умножается на сигнал, получаемый с выхода сумматора 10, В сумматоре 13 производится вычитание сигнала, получаемого с выхода блока 11 умножения, из единичного сигнала. В блоке 14 умножения производится умножение сигналов, получаемых с сумматоров 9 и 13, а в сумматоре 15 этот сигнал вычитается из единичного сигнала. В блоке 16 умножения -производится умножение сигналов, получаемых с датчика 3 активной мощности и сумматора 15, На выходе блока 16 умножения появляется сигнал, пропорциональный систематической погрешности измерения активной мощности линии.

В сумматоре 17 производится вычитание из измеренной активной мощноети, получаемой с датчика 3 активной мощности,систематической ошибки, получаемой с выхода блока 16 умножения. Таким образом, на выходе сумматора 1 7 появляется сигнал, соответствующий фактической активной мощности линии, за счет исключения систематической погрешности, вносимой измерительными трансформаторами. Формула изобретения

Способ определения активной мощности, в высоковольтной линии переменного тока, заключающийся в измерении активной мощности, отличающийся тем,что,с целью повьппения точности измерения, дополнительно измеряют значения тока, напряжения и реактивной мощности., по измеренным величинам определяют систематическую ошибку, вносимую трансформаторами тока и напряжения,а значение активной мощности определяют вычитанием систематической ошибки из измеренной величины активной мощности.