Устройство для проверки правильности схемы включения трехэлементного счетчика активной электроэнергии Советский патент 1991 года по МПК G01R35/04 

Ё

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в организациях энергонадзора при проверке правильности схемы включения расчетных и контрольных трехэлементных счетчиков активной электроэнергии в низковольтных сетях с индуктивным характером нагрузки при 0,6 1 . Целью изобретения является сокращение времени проверки за счет автоматизации процесса проверки правильности схемы включения трехэлементного счетчика активной электроэнергии. Это достигается введением в схему устройства согласующих трансформаторов 3, 4, формирователей прямоугольных

О v| О N ГО

сл

импульсов 9, 10, формирователя импульсов задержки 14, формирователей импульсов длительности 19, 20, элементов И 24, 25, 26. Используя три фиксированные области, образованные попарно векторами фазных напряжений и токов, совмещают эти области в секторе, равном реально допустимому углу (0-53, что позволяет автоматически определить одновременное попарное нахождение векторов Од, IA, UB, IB и Uc. Ic в данном секторе, т.е. правильность включения трехИзобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в организациях энергонадзора при проверке правильности схемы включения расчетных и контрольных трехфазных трехэлементных счетчиков активной электроэнергии в низковольтных четырехпроводных сетях с индуктивным характером нагрузки при 0,6 1.

Цель изобретения - сокращение времени проверки.

На фиг.1 представлена схема электрическая функциональная; на фиг.2 - векторная диаграмма правильно включенного трехэлементного счетчика с зонами изменения токов, составляющих 53°; на фиг.З - диаграммы выходных напряжений элементов схемы при правильном включении счетчика; на фиг.4 - то же, при неправильном включении счетчика.

Устройство содержит согласующие трансформаторы 1-6, формирователи 7-12 прямоугольных импульсов, формирователи 13-16 импульсов задержки, формирователи 17-22 длительности импульсов, элементы И 23-26, триггеры 27 и 28, световые индикаторы 29 и 30, преобразователь 31 импульсного напряжения в постоянное, элемент ЗАПРЕТ 32, генератор 33 прямоугольных импульсов, фазоукаэатель 34.

На первую, вторую и третью входные клеммы первого 1, третьего 3 и пятого 5 согласующих трансформаторов подается соответственно напряжение первой, второй и третьей фаз с соответствующих клемм проверяемого счетчика, а на клеммы И, HI, Г2, Н2, ГЗ, НЗ первичных обмоток второго 2. четвертого 4 и шестого 6 согласующих трансформаторов подается падение напряжений с токовых обмоток счетчика первой, второй и третьей фаз.

элементного счетчика. Устройство также содержит согласующие трансформаторы 1, 2, 5, 6, формирователи 7, 8, 11, 12 прямоугольных импульсов, формирователи 13, 15, 16 импульсов задержки, формирователи 17,18, 21. 22 длительности импульсов, лемент И 23, триггеры 27, 28, световые индикаторы 29, 30, преобразователь 31 импульсного напряжения в постоянное, элемент 32 ЗАПРЕТ, генератор 33 прямоугольных импульсов. 4 ил.

Вторичные обмотки первого 1, второго 2, третьего 3, четвертого 4, пятого 5 и шестого 6 согласующих трансформаторов подключены к двум входам соответственно

первого 7, второго 8, третьего 9, четвертого 10, пятого 11 и шестого 12 формирователей прямоугольных импульсов. Выходы формирователей 7 и 8 соединены соответственно с входами первого 17 и второго 18 формиро.вателей длительности импульсов, выходы которых соответственно подключены к первому и второму входам второго элемента И 24.

Выходы формирователей 9 и 10 через

последовательно соединенные первый 13 и второй 14 формирователи импульсов задержки и третий 19 и четвертый 20 формирователи длительности импульсов подключены соответственно к первому и второму входам

третьего элемента И 25.

Выходы формирователей 11 и 12 через последовательно соединенные третий 15 и четвертый 16 формирователи импульсов задержки, пятый 21 и шестой 22 формирователи длительности импульсов подключены соответственно к первому и второму входам четвертого элемента И 26.

Выходы второго 24, третьего 25 и четвертого 26 элементов И соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами первого элемента И 23, выход которого соединен с входом второго триггера 28 и с входом установки первого триггера 27, прямой выход которого соединен с входом

первого светового индикатора 29 Правильно, инверсный выход первого триггера 27 соединен с вторым световым индикатором 30 Неправильно, а вход сброса первого триггера 27 соединен с выходом элемента

-ЗАПРЕТ 32, вход которого соединен с входом генератора 33 прямоугольных импульсов, а запрещающий его вход соединен с выходом преобразователя 31 импульсного напряжения в постоянное, вход которого соединен с выходом второго триггера 28.

Кроме того, к первой, второй и третьей клеммам первичных обмоток согласующих трансформаторов 1, 3 и 5. соединенных по схеме звезда, подключены соответственно первый, второй и третий входы фазоука- зателя 34.

Автоматизация проверки правильности схемы включения трехэлементного счетчика основывается на том, что правильному включению счетчика соответствует строго определенное положение векторов фазных токов относительно фазных напряжений в зависимости от характера нагрузки. При индуктивном характере нагрузки фазные токи отстают от фазных напряжений на угол, определяемый величиной индуктивности сети (фиг,2), т.е. его величина может изменяться от 0 до 90°.

Однако, указанные пределы изменения углов практически оказываются меньше, так как значение cos p в сетях строго нормировано и должно находиться в пределах 0,95-0,85. Поэтому изменение угла в устройстве принято в пределах 0-53°, что соответствует изменению cos у от 1 до 0,6.

Устройство работает следующим образом.

Входными клеммами первой Г1, Н1, второй Г2, Н2, третьей ГЗ, НЗ устройство подключается к аналогичным клеммам проверяемого счетчика и по фазоуказателю 34 проверяется порядок чередования фаз. В случае неправильного чередования фаз дальнейшую проверку не производят до устранения неправильной фазировки.

При правильно подключенных клеммах устройства к соответствующим клеммам трехэлементного счетчика и правильном его включении на вторичных обмотках согласующих трансформаторов 1-6 появляется синусоидальное напряжение, которое подается на входы формирователей 7-12 прямоугольных импульсов (фиг.1). Формирователи преобразуют положительную полуволну синусоидального напряжения в прямоугольный импульс при переходе синусоиды через нуль (фиг.З и А). Длительность импульсов на выходе формирователей прямоугольных импульсов составляет 10 мс при частоте сети 50 Гц. Импульсное напряжение с выходов ФПИ 9-12 подается на входы формирователей 13-16 импульсов задержки, которые по переднему фронту входных импульсов формируют на сеоих выходах импульсы длительностью, соответствующей

углам поворота векторов UB. IB, Uc. с. С помощью поворота векторов добиваются их совмещения с векторами Од и IA при чисто активной нагрузке (cos ), для чего векторы Ов и IB надо повернуть на 240°, что соответствует длительности импульса 13,34 мс, а векторы Ос, ic повернуть на 120° (6,67 мс) (фиг.2).

Импульс с выхода формирователей 7 и

8 поступает соответственно на входы формирователей 17 и 18, которые срабатывают по переднему фронту приходящего импульса и на выходе формируют положительный импульс длительностью 3 мс (2,94 мс).

Формирователи 19-22 длительности импульсов по заднему фронту импульсов с выходов формирователей 13-16 формируют такие же импульсы длитепьностью 3 мс. Длительность импульсов с выходов формирователей прямоугольных импульсов остается постоянной независимо от индуктивности сети. Положение выходных импульсов формирователей 7, 9 и 11 каналов напряжения при правильно включенном

счетчике не изменяется, а положение выходных импульсов формирователей 8, 10 и 12 токовых каналов изменяется в зависимости от cos p, обеспечивая тем самым изменение длительности импульсов совпадения

на элементах И 23-25 (фиг.З и 4). Номер диаграммы на фиг.З и 4 соответствует номеру блока.

Выходные импульсы формирователей 17 и 18 подаются на вход элемента И 24,

формирователей 19 и 20 - на вход элемента И 25, а формирователей 21 и 22 - на вход элемента И 26. На выходе элементов И 24-26 образуются импульсы совладения, которые поступают на вход элемента И 23 и обеспечивают появление импульсов совпадения на его выходе.

Обьединяя попарно импульсы от фазных напряжений и токов, получают три зоны совпадения (фиг.2). Выход хотя бы одного

параметра из зоны, что происходит при неправильном включении счетчика, приводит к появлению логического О на выходе элемента И 23.

Импульсы совпадения с выхода элемента И 23 поступают на S-вход триггера 27 и устанавливают его в состояние логической 1 на прямом выходе, что приводит к включению светового индикатора 29 Правильно. Одновременно импульсы совпадения

поступают на счетный вход триггера 28 и вызывают появление импульсного напряжения (типа меандр) на его выходе. Это напряжение преобразователем 31 импульсного напряжения в постоянное преобразуется в

логическую 1, которая подается на запрещающий вход элемента ЗАПРЕТ 32, исключая тем самым прохождение импульсов с выхода генератора 33 прямоугольных импульсов на R-вход триггера 27 и изменение состояния этого триггера.

При неправильном включении счетчика, например, когда изменено направление тока фазы В, на два входа элемента И 25 поступают два импульса, не совпадающие ни в одной точке (фиг.4). На выходе элемента И 25 будет логический О, который поступит на вход элемента И 23 одновременно с двумя логическими единицами от элементов И 24 и 26.

На выходе элемента И 23 будет логический О, и триггер 27 не изменит своего состояния, т.е. на его выходе будет постоянное напряжение, а на выходе триггера 28 будет логический О, что приведет к формированию логического О на выходе преобразователя 31. Логический С с выхода последнего поступает на запрещающий вход элемента ЗАПРЕТ 32, что дает возможность прохождения импульсов от генератора 33 прямоугольных импульсов на R-вход триггера 27, которые установят его в состояние логического О на прямом выходе и состояние логической 1 на инверсном выходе. Это приведет к включению светового индикатора 30 Неправильно.

Таким образом, предлагаемое устройство покажет, что счетчик включен правильно лишь в том случае, когда векторы тока IA, в,1с одновременно будут находиться в зонах, образованных векторами этих токов и соответствующими векторами фазных напряжений (фиг.2) при 0,6 5 cos p :Ј 1 . В случае другого расположения векторов тока и напряжения, которое возникает при неправильном подключении счетчика, устройство выдает информацию о неправильном его включении.

Техническом преимуществом предлагаемого устройства по сравнению с известным является возможность автоматизации проверки правильности схемы включения трехфазного трехэлементного счетчика активной электроэнергии.

«

В результате использования предлагаемого устройства повышается точность расчета за расход электроэнергии, так как при неправильном включении счетчика его показания могут изменяться в пределах от -60 до +35% в зависимости от cos p , сокращается время проверки с 1,5-2 ч до 15-20 мин и можно проводить проверку без отключения электроустановки.

Формула изобретения Устройство для проверки правильности схемы включения трехэлементного счетчика активной электроэнергии, содержащее фазоуказатель, первый, второй, третий и четвертый согласующие трансформаторы, первый, второй, третий и четвертый формирователи прямоугольных импульсов, первый, второй и третий формирователи

0 импульсов задержки, первый, второй, третий и четвертый формирователи длительности импульсов, первый элемент И, первый и второй триггер, преобразовгтель импульсного напряжения в постоянное, элемент ЗА5 ПРЕТ, первый и второй световые индикаторы, вход первого из них подключен к прямому, вход второго - к инверсному выходам первого триггера, вход сброса которого соединен с выходом элемента ЗА0 ПРЕТ, а вход установки первого триггера - с выходом первого элемента И и со счетным входом второго триггера, выход которого через преобразователь импульсного напряжения в постоянное соединен с запрещающим

5 входом элемента ЗАПРЕТ, входы первого формирователя прямоугольных импульсов подключены к двум выводам вторичной об- г лотки первого согласующего трансформатора, первичная обмотка которого одним

0 выводом подключена к первому входу фазо- указателя и к клемме 1 счетчика, клеммы Г1, Н1, которого соединены с выводами первичной обмотки второго согласующего трансформатора, два вывода вторичной обмотки

5 которого соединены с входами второго формирователя прямоугольных импульсов, выход которого соединен с входом второго формирователя длительности импульсов, а вход третьего формирователя длительности

0 импульсов соединен с выходом первого формирователя импульсов задержки, вход которого соединен с выходом третьего формирователя прямоугольных импульсов, входы которого соединены с двумя выводами

5 вторичной обмотки третьего согласующего трансформатора, один вывод первичной обмотки которого подключен к второму входу фазоуказателя и клемме 3 счетчика, клеммы ГЗ, НЗ счетчика соединены с выводами пер0 вичной обмотки четвертого согласующего трансформатора, два вывода вторичной обмотки которого соединены с входами четвертого формирователя прямоугольных импульсов, выход которого через второй

5 формирователь импульсов задержки соединен с входом четвертого формирователя длительности импульсов, отличающее- с я тем, что, с целью сокращения времени проверки за счет исключения операции построения векторной диаграммы, введены

дополнительно пятый и шестой согласующие трансформаторы, пятый и шестой формирователи прямоугольных импульсов, четвертый формирователь импульсов задержки, пятый и шестой формирователи длительности импульсов, второй, третий и четвертый элементы И, генератор прямоугольных импульсов, выход которого соединен с входом элемента ЗАПРЕТ, а первый вход первого элемента И соединен с выхо- дом второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом первого формирователя длительности импульсов, а второй вход - с выходом второго формирователя длительности импульсов, причем второй вход первого элемента И соединен с выходом третьего элемента И, первый вход которого соединен с выходом пятого формирователя длительности импульсов,вход которого соединен с выходом третьего формирователя импульсов задержки, вход которого соединен с выходом пятого формирователя прямоугольных импульсов, входы которого соединены с двумя выводами вторичной обмотки пятого согласующего трансформатора, один вывод первичной обмотки которого соединен с общей шиной, а второй соединен с клеммой 2 счетчика и третьим входом фазоуказателя, клеммы Г2, Н2 счетчика соединены с двумя выводами первичной обмотки шестого согласующего трансформатора, вторичная обмотка которого двумя выводами подключена к входам шестого формирователя прямоугольных импульсов, выход которого через последовательно включенные четвертый формирователь импульсов задержки и шестой формирователь длительности импульсов соединен с вторым входом третьего элемента И, кроме того, третий вход первого элемента И соединен с выходом четвертого элемента И, первый вход которого соединен с выходом третьего формирователя длительности импульсов, а второй вход четвертого элемента И соединен с выходом четвертого формирователя длительности импульсов, вторые выводы первого и третьего согласующих трансформаторов подклю- чены к общей шине, выход первого формирователя прямоугольных импульсов соединен с входом первого формирователя длительности импульсов.

Фиг.1