Устройство для измерения сдвига фаз между током и напряжением Советский патент 1990 года по МПК G01R25/00 

Фие. 1

1599798

Изобретение относится к фазометрии и Глиг г

южет быть использовано при контро- . « .

и йожет быть использовано при контроле : угла сдвига фаз между током и напряжением в энергетических сетях

Цель изобретения - повышение точ- ности измерения угла сдвига фаз.

На фиг.1 представлена схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы его работы

Устройство состоит из пик-трансфор- ° маторов тока 1 и напряжения 2, тиристора 3, миллиамперметра 4 постоянного тока, сопротивлений 5-7, стабилизированного выпрямителя 8 и диодов 9 и 10. Тиристор 3 и сопротивления 5-7 образуют четырехплечий мост, к одной диагонали которого подключен выпрямитель 8, а к другой - миллиамперметр 4 К управляющему электроду тиристора 3 подключен вьшод пик-трансформатора 2. Вьшоды вторичной обмотки пик-трансформатора 1 подключены к второму выводу пик -трансформатора 2 и катоду тиристхч .«. м О ТТ . .

J5

20

тора 3„ Параллельно вторичным обмоткам,, Г направление тока пик трансформаторов 1 и 2 подключены иллиамперметре меняется на противоуправляющий электрод тиристора 3, зак рывает последний. Ток i через тиристор 3 становится равным нулю, а направление тока в миллиамперметре 4 изменяется на противоположное. Таким образом, ток через миллиамперметр 4 каждый полупериод меняет свое направление Сопротивления 5-7 выбираются так, чтобы при среднее значение тока за период было равно нулю. При фазовом сдвиге, отличном от нуля,, это положение нарушается. При сдв иге, равном +У., запирание тиристора 3 производится импульсом и,, длительность импульса тока i увеличивается, ток через миллиамперметр 4 протекает спр ава налево, а среднее его значение становится пропорциональным численному значению cf. При сдвиге,равном -gi, запирание тиристора 3 производится импульсом , длительность импульса тока 1 уменьшается, направление тока в

Ю

пик трансформаторов 1 и 2 подключены диоды 9 и 10, устраняющие положительный импульс пик-трансформатора I и отрицательный импульс пик-трансформатора 2.

На фиг.2 приняты обозначения: U - напряжение сети (напряжение, приложенное к первичной обмотке .пик-трансформатора 2); i - ток нагрузки (ток

в первичной обмотке пик-трансформато- , ет . ° ра 1), - импульсы на зажимах вто- ° ° Р«Ф е™ческой суммьг ричной обмотки пик-трансформатора 2, Р Делов измерений, при токе нагрузки и2 - импульсы на зажимах вторичной обмотки пик-трансформатора 1; i - ИМПУЛЬС тока в цепи миллиамперметра 4

Устройство работает следующим об-

положное, но среднее за период значение его остается пропорциональным численному значению -V. Таким образом, направление тока в миллиамперметре 4 определяется знаком, а численное значение - численным значением фазового сдвига между током и напряжением.

Основная погрешность прибора при миллиамперметре 4 класса 0,5 не превышаетпределов 2,5-5 А.

разом,

В момент t

(фиг.2а), когда кривая

Формула изобретения

Устройство для измерения сдвига фаз между током и напряжением, содержащее два пик-трансформатора, два диода, стабилизированный выпрямитель, три

.-- - ....„ .. сопротивления, миллиамперметр и тирис- « область поло- тор. причем клеммь, первичной обмотки

гг4-;-.гПоГрГ.;- zzi--rsLTLzr-.ся положительный импульс Uj, (фиг.2в),выходов дат

который, поступая на управляющий

напряжения переходит через нуль из

электрод тиристора 3, открывает последний о Через тиристор начинает -протекать ток i (фиг,2д), часть которого протекает через миллиамперметр 4 справа налево, В момент t (фиг.26), когда кривая тока переходит через нуль из области положительных в область отрицательных значений, во вторичной обмотке пик-трансформатора 1 формируется отрицательный импульс

50

55

чика тока, а вторичная обмотка зашун- тирована первьг диодом, анод которого подключен к началу, а катод - к концу обмотки, клеммы первичной обмотки второго пик-трансформатора являются входами для подключения напряжения, а вторичная обмотка зашунтирована вторым диодом, анод которого подключен к концу, а катод к началу обмотки, входы стабилизированного выпрямителя подключены к клеммам первичной обмотки второго пик-транс форматора, положи . « .

Г направление тока иллиамперметре меняется на противоуправляющий электрод тиристора 3, закрывает последний. Ток i через тиристор 3 становится равным нулю, а направление тока в миллиамперметре 4 изменяется на противоположное. Таким образом, ток через миллиамперметр 4 каждый полупериод меняет свое направление Сопротивления 5-7 выбираются так, чтобы при среднее значение тока за период было равно нулю. При фазовом сдвиге, отличном от нуля,, это положение нарушается. При сдв иге, равном +У., запирание тиристора 3 производится импульсом и,, длительность импульса тока i увеличивается, ток через миллиамперметр 4 протекает спр ава налево, а среднее его значение становится пропорциональным численному значению cf. При сдвиге,равном -gi, запирание тиристора 3 производится импульсом , длительность импульса тока 1 уменьшается, направление тока в

Г направление тока иллиамперметре меняется на противо ет . ° ° ° Р«Ф е™ческой суммьг Р Делов измерений, при токе нагрузки

положное, но среднее за период значение его остается пропорциональным численному значению -V. Таким образом, направление тока в миллиамперметре 4 определяется знаком, а численное значение - численным значением фазового сдвига между током и напряжением.

Основная погрешность прибора при миллиамперметре 4 класса 0,5 не превышаетпределов 2,5-5 А.

zzi--rsLTLzr-.выходов дат

чика тока, а вторичная обмотка зашун- тирована первьг диодом, анод которого подключен к началу, а катод - к концу обмотки, клеммы первичной обмотки второго пик-трансформатора являются входами для подключения напряжения, а вторичная обмотка зашунтирована вторым диодом, анод которого подключен к концу, а катод к началу обмотки, входы стабилизированного выпрямителя подключены к клеммам первичной обмотки второго пик-транс форматора, положительный полюс стабилизированного выпрямителя подключен,к верхнему узлу, а отрицательный полюс - к нижнему узлу электрической мостовой схемы, к левому и правому узлам которой подключен миллиамперметр, между узлами левым и верхним, верхним и правым, правым и нижним включены сопротивления, анод тиристора подключен к левому узлу, а

управляющий электрод - к началу вторичной обмотки второго пик-трансформатора, отличающееся тем,

что, с целью повьшения точности измерения, конец вторичной обмотки второго пик-трансформатора подключен к началу вторичной обмотки первого пик-трансформатора, конец которой подключен к

нижнему узлу и катоду тиристора.

Изобретение относится к фазометрии и может быть использовано при контроле угла сдвига фаз в энергетических сетях. Цель изобретения - повышение точности измерения - достигается последовательным соединением вторичных обмоток ПИК-трансформаторов тока 1 и напряжения 2, зашунтированных диодами 9 и 10. Устройство дополнительно содержит тиристор 3, миллиамперметр 4, сопротивления 5, 6 и 7, стабилизированный выпрямитель 8. 2 ил.

-f у

ш±

uji

Фиг. г