Способ определения активной и реактивной мощности Советский патент 1988 года по МПК G01R21/06 

со ч

vl

Oi

CD

11377759

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к измерениям электрических мощностей. Изобретение может быть использовано для оценки снабжения электроэнергией электротехнических и энергетических цепей с искажающими нагрузками, для повышения эффективности распределения и передачи электроэнергии от генера- Q торов к потребителям через промежуточное звено-преобразователь.

рактеризующихся наличием субгармоник или различных частот напряжения и тока.

Поставленная цель достигается тем, что измеряют мгновенные значения напряжения и тока, затем формируют сй1- налы, ортогональные измеренным, сохраняя при этом их нормы перемножают напряжение с ортогональной копией тока, ток - с ортогональной копией напряжения, ток - с напряжением, и их

Изобретение может быть использовано для оценки снабжения электро .-, энергией электротехнических и энергетических целей с искажающими нагрузками . Цель изобретения - повьшение точности определения мощности и воз.- можность определения ее в косинусоидальных режимах или режимах, характеризующихся налггчием субгармоник или : различных частот напряжения и тока. Согласно предлагаемому способу измеряют мгновенные значения напряжения и тока и формируют сигналы, ортогональные измеренным, сохраняя при этом их нормы. Затем перемножают напряжение с ортогональной копией тока, ток с ортогональной копией напряжения, ток с напряжением и их ортогональные копии. После этого суммируют и вычитают с последующим усреднением за период. Составляющие мощности вьгчисляют по формулам, приведенным в тексте описания. Устройство, реализующее способ, содержит блоки 1 и 2 сдвига на четверть периода, блоки 3-6 умножения, блок 7 вычитания, блок 8 сложения и блоки 9 и 10- усреднения. 1 ил. (Л

Целью изобретения является повышение точности определения мощности и возможность определения ее в несинусоидальных режимах или режимах, хат

Р -г tu(t)i(t)

Q 5 i(t) ,L {n(ty - u(t) L i(t) dt,

где P - активная мощность;

Q - реактивная мощность; Т - период основной частоты системы ; любой линейный оператор

Кирхгофа, преобразующий ис- ходный сигнал в ортогональный с сохранением его нормы В качестве линейного оператора Кирхгофа могут выступать: при синусоидальных режимах операторы интегрирования, дифференцирования, Гильберта и сдвига; при несинусоидальных режимах операторы интегрирования и дифференцирования с коэффициентами приведения ь о) и 1/ соотв етственно, Гильберта и сдвига.. Наиболее простую аппаратурную реализацию имеет оператор сдвига (на четверть периода кривых тока и напряжения).

На чертеже представлена схема уст ройства, реализующего способ определения активно и реактивной мощности Устройство для определения активной и реактивной мощности состоит из дву блоков 1 и 2 сдвига на четверть периода, входы которых соединены с входами u(t) и i(t) устройства и с первыми входами блоков 3 и 4 умножения, а выходы - с вторыми входами указанных блоков 3 и 4 и входами блока 5 умножения, блок 6 умножения, входы которого соединены с первыми входами блоков 3 и 4, при этом выходы блоков 3 и 4 соединены с входами блока 7 вычи

ортогональные :опии, которые суммир у- ют и вычитают с последующим усредне- 15 нием за период, в результате чего со- . ставляющие мощности Вьиисляют по формулам

25 тания, выходы блоков 5 и 6 соединены

35

40

30

дс

50

5

с входами блока 8 сложения, а выходы указанных блоков соединены соответственно с входами блоков 9 и 10 усреднения, выходы которых являются выходами Р и Q устройства.

Устройство работает следующим образом.

Сдвинутая на четверть периода копия мгновенного напряжения с выхода блока 1 поступает на первый вход бло-, ка 3 умножения, второй вход которого подключен к датчику тока; результат перемножения с выхода б.лока 3 поступает на первый вход блока 7 вычита- ния. Аналогично сдвинутая на четверть периода копия мгновенного тока.с выхода блока 2 поступает на первый вход блока 4 умножения, второй вход которого подключен к датчику напряжения; результат перемножения с выхода блока 4 поступает на второй вход блока 7 вычитания. На выходе блока 7 подучается сигнал, равный разности сигналов на выходах блоков 3 и 4, который затем усредняется за период блоком 9, в результате чего получается значение реактивной мощности. Одновременно, сдвинутые на четверть периода копии тока и напряжения, полученные на выходах блоков 1 и 2, перемножаются блоком 5, результат перемножения с выхода которого подают на первый вход блока 8 сложения. Аналогично сигнашы токов и напряжений, перемноженные

313

блоком 6, поступают на второй вход блока 8 сложения, в котором происходит сложение сигналов, с выходов блоков 5 и 6. Результат сложения поступает на вход блока 10 усреднения, на выходе которого получается значение активной мощности.

Способ определения активной и реак

тивной МО1ЦНОСТИ позволяет повысить точ10

сигналы, ортогональные- измеренным, нормируют их, перемножают напряжение с ортогональной копией тока, ток - с ортогональной копией напряжений, токкость определения активной и реактивной мощности и определять их в синусоидальных и несинусоидальньпс режимах, характеризующихся наличием субгармоник

или различных частот тока и напряже- 15 с напряжением, и их ортогональные ко- ния.ПИИ, которые затем суммируют и вычитают с последующим усреднением за период основной частоты, в результате чего составлшощие мощности вычисляют по формулам:

Формула изобретения Способ определения активной и реактивной мощности, заключающийся в 20

т

Р S u(t)i(t) + L{u(t)5 t i(t)i dt;

J 2T

Sti

i(t)L u(t)J - u(t) L i(t)dt,

,1 { - } - любой линейный оператор для синусоидальных и несинусоидальных режимов , не меняющий норму измеренного сигнала и ставяпщй ему в соответствие ортогональную копию, причем

том, что измеряют мгновенные значения тока и напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения функциональных возможностей за счет проведения их в несинусоидальных режимах или режимах, характеризующихся наличием субгармоник или различных частот напряжения и тока, формируют

сигналы, ортогональные- измеренным, нормируют их, перемножают напряжение с ортогональной копией тока, ток - с ортогональной копией напряжений, ток

u(t), i(t) - мгновенные значения напряжения и тока соответственно, (t)i,.(t)J- их ортогональные копии с неизменной нормой.