Устройство для измерения активной мощности Советский патент 1988 года по МПК G01R21/06 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения активной мощности в энергосистемах в нормаль ных и аварийньпс режимах.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства путем получения информации о величине активной мощности в контролируемой сети в KOH-JQ це каждого цикла преобразования, равного по длительности периоду напряжения (тока) в контролируемой сети.

На чертеже изображены структурная схема предлагаемого устройства. 15

Устройство содержит входные преобразователи 1 и 2 напряжения и тока, блок 3 умножения, входы которого подключены к выходам входных преобразователей 1. и 2 напряжения и тока, пре-20 образователь 4 напряжения в частоту с линейным и делительным входами, первый 5 и второй 6 счетчики, регистр 7 памяти, первый 8 и второй 9 цифро- аналоговые преобразователи, формиро- 25 ватель 10, элемент IJ задержки и генератор 12 импульсов.

Линейный вход преобразователя 4 напряжения в частоту с линейным и лительным входами соединен с выходом блока 3 умножения. Делительный вход преобразователя 4 напряжения в часто- ту с линейным и делительным входом подключен к выходу первого цифроана- логового преобразователя 8. Выход пре образователя 4 напряжения в частоту -с линейным и Делительным входами соединен со счетным входом первого счетчика 5, выход которого подключен к . входу регистра 7 памяти, выход которого соединен с входом второго цифро- аналогового преобразователя 9. Установочный вход регистра 7 памяти соединен с выходом формирователя 10, вход которого является входом для напряжения с частотой контролируемой сети. Установочный вход первого счетчика 5 соединен с выходом элемента 11 задер жки, а вход последнего подключен к выходу формирователя 10, установочный вход второго счетчика 6 соединен с выходом элемента 11 задержки, счетный вход - с выходом генератора 12 импульсов, а выход - подключен к: информационному входу первого цифроаналогового преобразователя 8, установочный вход которого соединен с выходом формирователя 10,

35

45

50

55

Устройство работает следующим образом.

На счетный вход второго счетчика 6 с выхода генератора 12 импульсов непрерьшно поступают импульсы со стабильной частотой f |.ц , намного превышающей частоту {(, сети. Формировател

10формирует из входного напряжения, частота которого равна астоте контролируемой сети, тактовые импульсы, которые поступают на вход элемента

11задержки и на установочные входы регистра 7 памяти и второго цифроаналогового преобразователя 8.

В момент появления на выходе элемента 11 задержки импульса,, второй счетчик 6,устанавливается в нулевое состояние, а первый счетчик 5 устанавливается в начальное состояние, после чего во втором счетчике 6 начинается счет импульсов, поступающих на его счетный вход с выхода генератора 2 импульсов. К концу периода во втором счетчике 6 запишется число равное

0

р

5

5

0

5

п.

и f

ГЦ

т,

(1)

где Т - длительность периода напряжения (тока) в контролируемой сети;

f - стабильная частота следования импульсов генератора 12 импульсов.

В начале следующего периода на выходе формирователя 10 появляется тактовый импульс, поступающий на установочные входы первого цифроагало- гового преобразователя 8 и регистра 7 памяти При этом в регистр памяти первого цифроаналогового преобразователя 8 передается число п из второго счетчика 6, в результате чего напряжение на его выходе будет равно

Kf г„ , . (2) где К - коэффициент пропорциональности.

В регистр 7 памяти из первого счетчика 5 запишется число, соот- ветствзтощее результату преобразования за предвдущий период измерения.

Через интервал времени t задержки, вносимый элементом 1I задержки (интервал времени t, пренебрежимо мал по сравнению с длительностью периода), на выходе элемента 11 задержки появляется импульс, в результате чего второй счетчик 6 вновь устанавливается в нулевое, а первый счетчик 5 - в начальное состояние, после чего во втором счетчике 6 начинается следующий цикл счета импульсов, поступающих от генератора 12 импульсов.

Поскольку на линейный вход преобразователя 4 напряжения в частоту . с линейным и дeлитeльны 6 входами блока 3 умножения непрерьшно поступает сигнал, пропорциональный произведению мгновенных значений тока и напряжения в контролируемой сети, а на делительный вход с выхода первого цифроаналогового преобразователя 8 поступает сигнал напряжения ,,,, , определяемый по формуле (2), величина которого пропорциональна длительности периода, то мгновенная частота следования импульсов на выходе преобразователя 4 напряжения в-частоту с линейным и делительным входами, равная fgtix f,mj, на протяжении периода определяется по формуле ,. К пнч 1 U i

(3)

-вых пнч

К

пнч 2

к f

гм

(3)

где и К пкч коэффициенты передачи преобразователя 4 напряжения в частоту по линейному и делительному, входам соответственно.

Импульсы с частотой, определяемой по формуле (3), на протяжении периода с выхода преобразователя 4 напряжения в частоту с линейным и делительным входами поступают на вход первого счетчика 5. К концу периода, совпадающего по времени с концом преобразования, код на выходе счетчика 5 соответствует величина

35

25 Формула изобретения Устройство для измерения а;ктивной мощности, содержащее входные преобразователи напряжения и тока, блок умножения, входы которого подключе30 ны к выходам входных преобразователей напряжения и тока, отличающееся тем, что, с целью повьпления быстродействия, в негд дополнительно введены преобразователь напряжения в частоту с линейным и делительным входами, первый и второй счетчики, регистр памяти, первый и второй циф- роаналоговые преобразователи, формирователь, элемент задержки, генера- , 40 Р импульсов, при этом первый вход

--Ш-ЧЛ-Й (jf -itll ..i uio/t преобразователя напряжения в частоту

. К„нч1- K-tru -Т .. К„„„, K--f.. t J линейным и делительным выходами соединен с выходом блока умножения, второй вход - с выходом первого циф45 роаналогового преобразователя, а выход - со счетным входом первого счетчика, выход которого подключен к входу регистра памяти, выход которого соединен с входом второго цифро

- активная мощ- 50 аналогового преобразователя, установочный вход регистра памяти соединен с выходом формирователя, вход которого является входом для напряжения с частотой контролируемой сети,

55 установочные входы первого и второго счетчиков соединены с выходом элемента задержки, вход которого подключен к выходу формирователя, счетный вход второго счетчика соединен

пичт

тн

К.

где К,

И о

К пнч-(

-я .««......««м

пнча ги

К,Р,

(4)

т )

- коэффициент пропорциональности;

uicJt

Т.е.

о ность в контролируемойсети.

код на выходе первого счетчика пропорционален активной мощности.

В конце цикла преобразования импульс с выхода формирователя 10 поступает на установочные входы рёгистpa 7 памяти и первого цифроаналогового преобразователя 8, а также на вход элемента 11 задержки. При этом в регистр 7 памяти записывается число из первого счетчика 5, определяемое по формуле (4), которое поступает затем на вход второго цифро- аналогового преобразователя 9, в ре0 зультате чего аналоговый сигнал .на выходе последнего пропорционален активной мощности в контролируемой сети, а на вход второго цифроаналогового преобразователя 8 поступает код

5 с выхода второго счетчика 6, соответствующий числу п,(I). Через интервал времени задержки (tj Т), вносимый элементом 11 задержки, импульс с выхода последнего устанавливает в

0..нулевое состояние второй счетчик: 6 и начальное состояьше первый счетчик 5, после чего процесс преобразования повторяется.

тублоетепря8, чильотаетуио(3)

35

30 40

(4)

.1406504.

о

с выходом генератора импульсов, вы- гового преобразователя, установоч- ход которого подключен к информа- ный вход которого соединен с выходом ционному входу первого цифроанало- формирователя.

Изобретение может быть использовано для измерения активной мощности в энергосистемах в нормальных и аварийных режимах. Устройство содержит входные преобразователи 1, 2 напряжения и тока соответственно, блок 3 умножения, преобразователь 4 напряжения в частоту с линейным и делительным входами, счетчики 5, 6, регистр 7 памяти, цифроаналоговые преобразователи 8, 9, формирователь 10, элемент 11 задержки, генератор 12 импульсов. Устройство шеет повышенное быстродействие за счет получения информации о величине активной мощности в контролируемой сети в конце каждого цикла преобразования, равного по длительности периоду напряже- ; ния (тока) в контролируемой сети, 1 ил. . i , I о (Л k. Од СП