Устройство для проверки правильности схемы включения трехфазного двухэлементного счетчика активной электроэнергии Советский патент 1989 года по МПК G01R11/00 

ел

ел

со

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в организациях энергосбыта при проверке правильности схем включения расчетных и контрольных трехфазных двухэлементных счетчиков активной электроэнергии в сетях с индуктивным характером нагрузки при 0,6≤COSφ≤1. Цель изобретения - автоматизация процесса проверки правильности включения счетчика - достигается путем исключения операции построения векторной диаграммы. Устройство содержит согласующие трансформаторы 1-4, формирователи 5-8 прямоугольных импульсов, формирователи 9-11 импульсов задержки, формирователи 12-15 длительности импульсов, элемент И 16, триггеры 17 и 18, индикаторы 19 и 20, элемент ЗАПРЕТ 21, преобразователь 22 импульсного напряжения, фазоуказатель 23. При неправильном подключении счетчика устройство выдает также информацию о неправильном его включении. 4 ил.

//3

дзиг. З

Изобретение относится к электро- измеритслт,1ой технике и может быть иснользоваио t; организациях энерго- cGtira при про перке правильности схем пключения pac ieTHbix и контрольных трехфа:)ных двухэлементных счетчикон актипной электроэнерг1Н1 в сетях с индуктивным характером нагрузки при 0,6 i cos Ч - 1.

Цель изобретения - автоматизация процесса проверки гтравильности схемы включения счетчика нутем исютючения операции построения векторной диаграммы .

На фиг.1 представлена векторная диаг рамма токов и напряжений при правильном включешп счетчика и зоны измене.ния фазных токоп при изменении 1и1дукТ1шности нагрузки; на фиг. 2 - искторная диаграмма токов и напряжс- HHi i при пратшьном В1а1ючении счетчика нри cos If 1 и углы iroBopoTa векторов , L cp,, it-; на фиг.З - структурная схема устройства для проверки ираоильности CXCM.I скл1очен1-ш трехфазного двухэлементного счетчика активной электроэнергии; на фиг.4 - пре- MeHiuiie диаграммы напряжений нри пра- В1шьном (фиг.Аа) и неправильном (фиг.Аб) включении счет1Н1ка.

Устройство содержит согласую1 Д1е трансформаторы 1 - 4, формироватс.чи 5-8 прямоугольных импульсов, формирователи 9-11 импульсов задержки, формирователи 12 - 15 длительности импульсов; элемент И 16, триггеры Г7 18; индикаторы 19, 20, элемент ЗАПРЕТ 21, преобразователь 22 импульсного напряжетшя в постоянное, фазо- указатель 23, причем клеммы норвич- ной обмотки первого согласующего трансформатора I являются входами на прялсения, пропорционального току ia- грузки nepDoii фазы, клеммы первичной обмотки второго ссзгласующего трансформатора 2 являются входами линеГпю го напряжения между nepBoii и oTopoit фазами и соединены с первыми и вторыми входами фазоуказателя 23, KJiei-it- j,i третьего согласую1;.;его трансфор1-1атора 3 являются входами линейного напряже Ш1Я мелщу второй и третьей фазаьа, нричем вторая клемма соединена с трв тъиг-1 входом фазоуказателя 23, клеммы первично обмотки четвертого сующого трансформатора 4 являются входами нлпряжелшя , про 1ордионально- го току нагрузки т ретьей фазы, нто) обмотки iepBoro, BTOpoi o, третьего i четвертого согласую цих транс- (1)Орматоров 1 - 4 подключены к входам соответственно 1ервого, второго, третьего и четвертого формирователей 5-8 1 рямоуголь 1ых импульсов, выход riepBO o формирователя 5 прямоугольных импульсов подключен к прямому

входу iepB0ro формирователя 12 длительности импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента И 16, выход второго формирователя 6 прямоугольных импульсов подключен к

входу первого формирователя 9 импульсов задержки, выход которого соединен с входом второго формирователя 13 длительности импульсов и вторым входом элеме 1та ЗАПРЕТ 21, а выход формирователя 13 длительности импульсов - с вторым входом элемента И 16. Выход третьего фор№1рователя 7 прямоуголь- ньгх импульсов подключен к входу второго формирователя 10 импульсов задержки, выход которого соединен с

входом третьего формирователя 14 дли- импульсов, выход которого соединен с третьим входом элемента И 16. Выход четвертого формирователя

8 прямоугольных импульеов подключен к входу третьего формирователя 11 им- пупьсов задержки, выход которого сое- с входо четвертого формирователя 15 длительности импульсов, выход к.оторого подключен к четвертому входу элемента И 16, выход которого подключен к входу установки в 1 первого триггера 17 и счетному входу второго триггера 18, к прямаму выхо-,

ду г ервого триггера 17 подключен ин- д 5катор 20 Правильно, к его инверсному Бьгходу нодключен индикатор 19 Ненравильно, а к выходу второго триггера 18 подключен вход преобразователя 22 импульсного напряжения в 1остоянное, выход которого соеди- ен с входом элемента ЗАПРЕТ 21, выход элемента ЗАПРЕТ 21 подклю- к входу установки в О первого триггера 17.

Автоматизация проверки схемы ьклю- счетчика основывается на том, что правильному включению счетчика соответствует строго определенное

значе ие углов между фазными токами и напряжениями.Угол между током первой фазы 1 и линейным напряжением может изменяться от

30° при чисто индуктивной нагрузке

до 30° при чисто активной нагрузке (фиг.1). Ток третьей фазы I . по отношению к линейному напряжению U при изменении индуктивной нагрузки в крайних точках может опережать линейное напряжение на угол 30 или отставать от него на угол 60°.

Однако указанные пределы измерени углов между током и напряжением прак тически оказьшаются меньше, так как значение cos ср в сетях строго нормировано и дохшсно находиться в преде - лах 0,95 - 0,85. Поэтому изменение угла If в устройстве принято в преде лах от О до 53 , что соответствует изменению cos qi от 1 до 0,6.

Устройство работает следующим образом .

Входными клеммами устройство под- ключается к аналогичным клеммам проверяемого счетчика и по фазоуказате- лю 23 проверяется порядок чередования фаз. В случае неправильного чередования фаз дальнейшую проверку не производят. После проведения фАзиров ки можно приступить к проверке схемы включения счетчика.

При правильном подключении клемм устройства к соответствующим клем- мам счетчика и правильном включении счетчика на вторичных обмотках согласующих трансформаторов 1 - 4 появляется синусоидальное напряжение, которое подается на входы формировате- лей 5-8 прямоугольных импульсов. Формирователи 5-8 прямоугольных импульсов преобразуют положительную по лувол -гу синусоидального напряжения в прямоугольньй импульс при переходе синусоиды через нуль (фиг.4). Длительность импульсов при частоте тока в сети ff. 50 Гц составляет 10 мс. Импульсное напряжение с выходов формирователей 6-8 прямоугольных им- пульсов подается на входы формирователей 9 .- 11 импульсов задержки, которые по переднему фронту входных импульсов формируют на своих выходах импульсы длительностью, соответствую- щей углам поворота векторов , U g и Ij., Поворот векторов необходим для того, чтобы совместить их с вектором тока 1д при чисто активной нагрузке (cos LP 1). Для этого необходимо по- вернуть вектор U на 30° , что соответствует 1,66 мс, вектор и сб - на 90° (5 мс) и вектор Т,. - на 120 (6,66 мс).

Импульс с выхода формирователя 5 прямоугольных импульсов поступает на вход формирователя 12 длительности импульсов, который срабатывает по переднему фронту и на выходе форьшрует положительный импульс длительностью 3 мс, что обеспечивает перекрытие зоны А (фиг.1) изменения cos ti от I до 0,6 (О if 53).

Формирователи 13 - 15 длительност импульсов по заднему фронту импульсо с выходов формирователей 9-11 импульсов задержки формируют положительные импульсы длительностью 3 мс, тем самым обеспечивая перекрытие зон изменения фаз соответствующих токов и напряжений (фиг.1) при изменении cos tf до О, 7.

Таким образом, на четыре входа элемента И 16 при правильном включении счетчика поступают четыре импульса, сдвинутых один относительно другого на длительность, соответствующую текущему значению Lf , с длительностью, соответствующей максимальному значению М д,акс 53 (3 мс). Поэтому входные импульсы совпадают хотя бы в одной точке (при 1 ( ) на выходе элемента И 16 присутствуют импульсы совпадения, которые устанавливают триггер 17 в.состояние логической 1 (фиг.4а), что приводит к включению индикатора 20 Правильно. Одновременно импульсы совпадения поступают на счетный вход триггера 18, вызывая появление импульсного напряжения (типа меандр) на его выходе, а преобразователь 2$ ямпульсгюго па- пряжения в постоянное выдает логическую 1 на запрещающий вход элемента ЗАПРЕТ 21, тем самым исключая выдачу импульсов сброса с выхода формирователя 9 импульсов задержки на вход установки в О триггера 17 и не .допуская изменения состояния этого триггера.

При неправильном включении счетчика (например, когда изменено направ- леьше тока фазы AJ на четыре входа элемента И 16 поступают импульсы, не совпадающие одновременно ни в одной точке (фиг. 4б), поэтому на его выходе присутствует логический О, и триггер 18 не изменяет своего состояния, т.е. на его выходе постоянное напряжение, а это, в свою очередь, приводит к формированию логического О на выходе преобразователя 22 нмпулт сного напряжения в постоянное, который поступает на вход элемента ЗАЛРЕТ 21. При этом импульсы с выхода формирователя 9 импульсо задержки поступают через элемент ЗАПРЕТ 21 на вход триггера 17 и устанавливают его в состояние логического О на прямом и в состояние 1 на инверсном выходах, что приводит к включению индикатора 19 Неправильно.

Таким образом, устройство покажет что счетчик включен правильно, лишь в том случае, если векторы токов 1 и (. одновременно будут находиться в зонах А и В соответственно при 0,6 cos cf 1 . В случае другого расположения векторов тока и напряжения которое возникает при неправильном подключении счетчика, устройство выдает информацию о неправильном его пюночении.

Формула изобретения

Устройство для проверки правильности схемы вютючения трехфазного двухэлементного счетчика активной электроэнергии, содержащее четыре формирователя Прямоугольных импульсов, элемент И и элемент ЗАПРЕТ, от л и чаю ще еся тем, ITO, с целью автоматизации процесса нровер- ки, 13 него введены фазоуказатель, четыре согласующих трансформатора, три формирователя импульсов задержки, четыре форьшрователя длительности импульсов, два триггера, преобразователь импульсного напряжения в постоянное и два 1П1дикатора, причем вход первого лз них подключен к прямому, а вход второго - к инверсному выходам первого триггера, вход установки в О которого элемент ЗАПРЕТ соединен с вьпсодом первого формирователя импульсов задержки, а вход ycTaiiOBKH в 1 соединен со счетным входом второго триггера, выход которог О через преобразователь импульсного напряжения в постоянное соединен с пе15выи входом элемента ЗАПРЕТ, вход установки в 1 первого триггера соединен также с выходом

элемента И, первый вход которого через первый формирователь длительности импульсов соединен с первым формирователей прямоугольных импульсов, входы которого соединены с вторичной обмоткой первого согласующего трансформатора, клеммы первичной обмотки которого являются входами напряжения,

пропорционального току первой фазы, клеммы первичной обмотки второго согласующего трансформатора являются входами линейного, напряжения между первой и второй фазами, причем первая клемма соединена с первым входом фазоуказателя, а вторая - с вторым входом фазоуказателя и первой ютеммой первичной обмотки третьего согласующего трансформатора, вторичная обмотка второго согласующего трансформатора подключена к входам второго формирователя прямоугольных импульсов, выход которого соединен с входом первого формиров.ателя импульсов задержки, выход которого соединен с входом второго формирователя длительности импульсов, выход которого соединен с вторым входом элемента И, третий вход которого через последовательно соедииенные третий формирователь длительности импульсов и второй формирователь импульсов задержки соединен с выходом третьего формирователя прямоугольных импульсов, входы которого соединены с вторичной обмоткой третьего согласующего трансформатора, клеммы первичной обмотки которого являются входами линейного напряжения между третьей и второй фазами, при

этом вторая клемма соединена с третьим входом фазоуказателя, клеммы первичной обмотки четвертого согласующего трансформатора являются вхо дамп нанряжения пропорционального то- ку третьей фазы, а его вторичная обмотка подключена к входам четвертого формирователя прямоугольных импульсов, выход которого через последоэа- тельно соединенные третий формирователь импульсов задержки и четвертый

с}юрмирователь длительности импульсов соединен с четвертым входом элемента И.

UAB

Фиг.1

II I

V7/ /W лд- .V/ У

//

АВ

Фиг. 2