Многофазный измерительный преобразователь электрической мощности Советский патент 1990 года по МПК G01R21/06 

f

1И

Ct

Сг

Сз

Si

Sz

5э

J

1Л

ел

1

Q -95

00

со

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения активной и реактивной мощности основного потока электроэнергии в многофазных сетях переменного тока, а также для контроля напряжения активной и реактивной составляющих в токе прямой последовательности фаз основной гармоники сети. Цель изобретения - повышение точности и расширение функциональных возможностей достигается путем измерения квадратурных компонентов основного напряжения и основного тока. Преобразователь мощности содержит коммутаторы 1 и 2 токов и напряжений, блок 3 анализаторов спектра, блок 4 преобразования мощности, распределитель 5 импульсов, генератор 6 импульсов, генератор 7 синусоидального сигнала, интегратор 8, счетный триггер 9, нуль-компаратор 10 и дифференциатор 11. 1 ил.

Щ иг uy

2

iJc

Vf

ю

11

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для измерения активной и реактивной мощности основного потока электро-

энергии в многофазных сетях переменного тока, а также .гщя контроля напряжения и активной и реактивной составляющих в токе прямой последовательности фаз основной гармоники сети.

Цель изобретения - повьшение точности и расширение функциональных возможностей за счет измерения квад- { атурных компонентов основного на- 1 |ряжения и основного тока.

На чертеже представлена структур- йая схема многофазного измерительно- fo преобразователя мощности.

Многофазный измерительньй преобразователь мощности содержит коммута- topbi 1 и 2 токов и напряжений, блок 3 анализаторов спектра, блок 4 преобразования мощности, распределитель $ импульсов, генератор 6 импульсов, Генератор 7 синусоидального сигнала, интегратор 8, счетный триггер 9, Йуль-компаратор 10 и дифференциатор 11, причем входы коммутаторов 1 и 2 Токов и напряжений являются входами для подключения к контролируемой це- пи, а выхода через блок 3 анализаторов спектра, опорный вход которого Соединен с выходом генераторо 7 синусоидального сигнала, соединены с входами блока 4 преобразования мощности, выходы которого являются выходами многофазного измерительного преобразователя электрической мощности, а входы управления соединены с выходами распределителя 5 импульсов, вхо которого соединен с выходом генератора 6 импульсов, один из выходов блока 3 анализаторов спектра через послдовательно соединенные дифференциатор 11, нуль-компаратор 10, счетньй триггер 9 и интегратор 8 соединен с входом управления генератора 6 импулсов, а остальные являются выходами многофазного измерительного преобразователя электрической мощности.

Многофазный измерительный преобразователь электрической мощности работает следующим образом.

Коммутаторами 1 и 2 токов и напряжений осуществляется трехфазная мдуляция токов i и напряженш U, где t 1, 2, 3 - номер фазы, коммутационными сигналами С и Sj. Если выполнено условие 5 2 Nw, где Я

частота генератора 7 синусоидального сигнала; N - номер высшей гармоники сети, а L4) - ее частота, и если частота коммутационных сигналов равна Я+w, то спектральные составляющие на частоте i7 в выходных сигналах i., ij и Up коммутаторов 1 и 2 токов и напряжений будут иметь вид

,sin flt+3e(t)-c/j-K:fJ ;

. t

I cos flt+ge(t)-c/iH-4 J ;(.1)

5

0 5 g Q

5

50

Uj- -V, sin(flt+2e(t)-c/,J ,

где I/V - амплитуда составляющих

прямой последовательности фаз тока - напряжения в основной гармонике сети; /, - начапьньй фазовьй сдвиг

напряжения прямой последовательности фаз основной гармоники относительно сигналов С|5 и Sg ; Cf, - фазовый сдвиг токов прямой последовательности фаз основной гармоники относительно соо -ветствующих напряжений;

3e(fe) .- фазовое рассогласование между сетью и сигналами Cj и SP из-за работы сис- :; Toift фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ).

, Спектральные составляющие (1) в пе- ремножите:лях блока 3 анализаторов спектра переносятся с помощью синусоидального сигнала

е S i.n (Sit -s- 9) ,

где Q- ro начальная фаза,

на нулев то частоту и далее выделяются

фильтрами сверхнизких частот

,- cos (t)-o/,-(

Is ,- sm(t)-of,-0 + U J; (2)

Vg V. (t)-oi ,-0J .

Действие ФАПЧ проявляется в том, что фазовое рассогласование s.(t) колеблется около величины of, + 0 . Обозначим

j(t:) a(t) ,- б. . ()

В момент максимума величины V, - /(t) (i(t) переходит через ноль) ее производная пересекает нулевой уровень снизу вверх. При этом срабатывает нуль-компаратор 10 и переворачивает счетный триггер 9, с выхода которого интегрированный сигнал управляет частотой генератора 6 импульсов, т.е. переменная его часть пропорциональна (t)/dt. В установившемся режиме величина f(t) близка к нулю:

cr(t)-0.(4)

Подстановка условия Х4) в (2) дает

1 coscf, I, sin q,

-V..

(5)

Величины (5) являются дополнитель- ньпvIИ выходами предлагаемого устройства, а основные получаются на выходах перемножителей блока 3 анализаторов спектра:

Р V, I,-cosif,; а V,I - sin tf .

(6)

Формула изобретения 25

Многофазный измерительный преобразователь электрической мощн,ости, со20

0

5

держащий ко1ммутаторы токов и напряжений, входы которых являются входами для подключения к контролируемой цепи, а выходы через блок анализаторов спектра, опорный вход которого соединен с выходом генератора синусоидального сигнала, соединены с входами блока преобразования мощности, выходы которого являются выходами многофазного измерительного преобразователя электрической мощности, а входы управления коммутаторов токов и напряжений соединены с выходами распределителя импульсов, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, OCJT л и чающийся тем, что, с целью повьппения точности измерения и расширения функциональных возможност . 0 тей, один из выходов блока анализаторов спектра через последовательно соединенные дифференциатор, нуль-компаратор, счетный триггер и интегратор соединен с входом управления генератора импульсов, а остальные являются выходами многофазного измерительного преобразователя электрической мощнос- ги.

5