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

Изобретение относится к. области элек- роэнегетики и может быть использовано при оценке снабжения электроэнергией в нергетических электротехнических цепях 1ля повышения эффективности распределе- и передачи электроэнергии от генератора ij потребителям.

: Цель изобретения - расширение функ- :хиональных возможностей, повышение быст- )одействия и точности измерений генериро- и потребления активной и реактивной 1ЛОШНОСТИ в системе генератор-преобразо- 1 атель-потребитель.

На чертеже представлена структурная схема счетчика активной и реактивной мош- ности.

Счетчик состоит из датчика 1 тока, датчика 2 напряжения, умножителя 3, аналого- цифрового преобразователя (АЦП) 4, двух- иорогового компаратора 5, мультиплексора 6, счетчиков 7 и 8, сумматоров 9 и 10, регистров 11 и 12, блоков 13-15 сопряже- мня с вычислителем, вычислителя 16, блока 17 ввода-вывода, блока 18 индикации, лока 19 синхронизации и управления.

IВыходы датчиков I и 2 тока и напряжения подключены к входам умножителя 3, вход |АЦП 4 подключен к выходу умножителя 3, вход АЦП 4 подключен к выходу умножи- ,теля 3, блоки 17 и 18 ввода-вывода и инди- |кации подключены к вычислителю 16, вход |двухпорогового компаратора 5 подключен к выходу умножителя 3, а первый и второй |выходы подключены к первым входам счетчиков 7 и 8 и первому и второму входам (мультиплексора 6 соответственно, третий вход которого соединен с выходом АЦП 4, 1ВЫХОДЫ счетчиков 7 и 8 подключены к перво- му и второму входам блока 15 сопряжения 1с вычислителем 16, выходы мультиплексора 6 через первый и второй сумматоры 9 и 10 и первый и второй регистры 11 и 12 соответ- 1ственно соединены с входами блоков 13 и 14 сопряжения с вычислителем 16, а выходы первого и второго регистров 11 и 12 соединены соответственно с вторыми входами первого и второго сумматоров 9 и 10, выходы блоков 13-15 сопряжения с вычислителем соединены с входами вычислителя 16, пер- :вый выход блока 19 синхронизации и управления подключен к входу управления умножителя 3, второй - к входам управ- ления АЦП 4, счетчиков 7 и 8, регистров

I1и 12, сумматоров 9 и 10, а третий - к входам управления блоков 13-15 сопряжения с вычислителем и вычислителя 16.

Счетчик работает следуюшим образом. На первые входы умножителя 3 поступают сигналы с датчика I тока U,(t) : a,(ux(t) и датчика 2 напряжения Uu(t) ан UBx(t), где а,- и «« -коэффициенты, определяемые конструкцией датчиков.

После перемножения на выходе умножителя 3 формируется напряжение Uy(t),

5

0

0

0

5

0

5

5

0

пропорциональное мгновенной мошности Рвх(1)1вх(1) UBx(t),U.y(t)ay а (1)

гделу - коэффициент, задаваемый умножителем 3.

Выходной сигнал с умножителя 3 поступает на АЦП 4 и двухпороговый компаратор 5.

На выходе АЦП 4 формируется цифровой код, соответствующий значению мгновенной мош,ности PBx(t). Двухпороговый компаратор 5 позволяет определить моменты времени, когда мгновенная мошность Рвх(1) положительная, отрицательная и равная нулю. Пороги срабатывания компаратора 5 устанавливаются в зависимости от шага квантования сигнала мгновенной мошности. Цифровой код мгновенной мош.ности Рвх(1) и сигналы с компаратора 5 поступают на мультиплексор 6, осушествляюший разделение выходного сигнала с АЦП 4 в соответствии со знаком «-f- - мгновенная мошность P {t)0, «- - мгновенная мошность P(t);0. Цифровые коды мгновенной мошности F(t) и P(t) поступают соответственно на сумматоры 9 и 10, в которых в соответствии с тактовыми импульсами вычисляются определенные интегралы положительной и отрицательной мошности (на сумматорах осушествляется фактически численное интегрирование функций мгновенной мошности P (t) и P(t) при шаге интегрирования, равном периоду работы генератора тактовых импульсов).

Занесение информации с сумматоров 9 и 10 в регистры 11 и 12 происходит при наличии сигнала с блока 19. В соответствии с сигналом информация из сумматоров 9 и 10 переписывается в регистры 11 и 12. Сигнал об окончании перезаписи информации из сумматоров 9 и 10 в регистры 11 и 12 поступает на входы сумматоров 9 и 10. После этого содержимое регистров 11 и 12 поступает через блоки 13 и 14 в вычислитель 16.

С помош.ью счетчиков 7 и 8 определяются интервалы времени f и t, когда мгновенная мошность положительная или отрицательная. Счетчики 7 и 8 позволяют осушествить представление интервалов времени t и t в цифровом виде.

В соответствии с сигналом с блока 19 сигналы со счетчиков 7 и 8 через блок 15 поступают в вычислитель 16.

Вычислитель 16 производит вычисление активной мошности по формуле р р- -+ри реактивной мощности по формуле Q,|-(p-(r-ft°)p-t-);

гдеР J.ip(t)dt;

п

(t)dt.

1 о

(р- г-р-а +П),

При этом также определяется обменная энергия Wo6| и Wo62 в соответствии с выражениями

Woi, Р (Г+1°)

Wo,(t°+t-).

Формула изобретения

Счетчик активной и реактивной мощности, содержащий датчики напряжения и тока, умножитель, входы которого соединены с входами датчиков напряжения и тока, аналого-цифровой преобразователь, вход которого подключен к выходу умножителя, вычислитель и подключенные к нему блок ввода-вывода и блок индикации, отличающийся тем, что, с целью расширения функцио- нальных возможностей, повышения быстродействия и точности измерений генерирования и потребления активной и реактивной мошности в системе генератор-преобразовав тель-потребитель, в него введены двухпо- роговый компаратор, два счетчика, мульти0

0 5

плексор, два сумматора, два регистра, три блока сопряжения с вычислителем, блок синхронизации и управления, причем вход двух- порогового компаратора подключен к выходу умножителя, а первый и второй выходы подключены к первым входам счетчиков и первому и второму входам мультиплексора соответственно, третий вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преоб разова- теля, выходы счетчиков подключены к первому и второму входам первого блока сопряжения с вычислителем, выходы мультиплексора через последовательно соединенные первый и второй сумматоры и первый и второй регистры соответственно соединены с входами второго и третьего блоков сопряжения с вычислителем, а выходы первого и второго регистров соединены соответственно с вторыми входами первого и второго сумматоров, выходы блоков сопряжения с вычислителем соединены с входами вычислителя, первый выход блока синхронизации и управления подключен к входу управления умножителя, второй - к входам управления аналого- цифрового преобразователя, счетчиков, регистров, сумматоров, а третий - к входам управления блоков сопряжения с вычислителем и вычислителя.

Изобретение относится к области электроэнергетики. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, повышение быстродействия и точности измерений генерирования и потребления активной и реактивной мощности в систе.ме генератор- преобразователь-потребитель. Счет чик содержит датчики I и 2 тока и напряжения, умножитель 3, аналого-цифровой преобразователь 4, вычис,, 16. б. юк 17 ввода-вывода и блок 18 индикации. В счетчик введены двухиороговый компаратор 5, мультиплексор 6, счетчики 7 и 8, сумматоры 9 и 10, регистры 1 и 12. блоки 13...15 сопряжения с вычислителем 16. б. юк 19 синхронизации и уирав.пения, а также образоваиы новые функциона. 1ЫЦ51е связи. Счетчик кроме вычисления активной i; реактивной мощности может определять также обменную энергию. 1 ил. и