Способ измерения реактивной мощности Советский патент 1981 года по МПК G01R21/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в устройствах для измерения мощности электрической цепи с несину соияальными формами напряжения и тока, например, в устройствах контроля энергетических показателей вентильных преобразователей переменного ток в постоянный, преобразователей постоянного тока в переменный и других электрических установок с нелинейным элементами нагрузки, исполнительных органов регуляторов или источников. Известен способ измерения мощности, основанный на непрерывном измеIрении мгновенных значений тока и напряжения в п точках периода, нахождении значений мгновенной мощности в этих точках, умножении их на соответствующие значения ортогональных функций двойного угла и суммировании полученных произведений с учетом знаков Гц Однако способ характеризуется недостаточной точностью при прерывистых токах или напряжениях, а также в тех случаях, если формы изменения и тока и напряжения не подчиняются синусоидальному закону. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является спо соб измерения реактивной мощности, основанный на образовании двух вспомогательных величин токов и напряжений, пропорциональшхх измеряемым величинам сдвинутых между собой по фазе на а относительно измеряемых величин на 90°, нгсхождение произведений опережающей вспомогательной, величины, пропорциональной напряжению с отстающей вспомогательной величиной, пропорциональной току и наоборот и определении,разности этих произведений Г2. Недостатком способа является невысокая точность при измерении мощности в цепях с напряжением и током несинусоидальной формы. Цель изобретения - повышение точноьти. Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения реактивной мощности, основанном на измерении мгновенных значенийтока и напряжени в п моментах периода, преобразовании их в величины, пропорциональные мгновенной мощности, и суммировании по модулю полученных произведений, преобразование выполняют следующим образом: сравнивают значения тока и напряжения, измеренные в данный момент времени, с соответствующими значениями тока и напряжения, измеренными в предыдущий момент, определяют разность этих величин и перемножают значение тока на величину, пропорциональную разности напряжений, а значение напряжения - на величину, пропорциональную разности токов.

На фиг. 1 приведена структурная блок-схема устройства, реализующего данный способ; на фиг. 2 - диаграмма тока и напряжения, поясняющая сущность способа.

Устройство содержит дискретные преобразователи 1 и 2 напряжения и тока, ячейки 3, 4 памяти, сумматоры 5, 6, умножители 7, 8, сумматор 9, умножитель 10, интегратор 11, преобразователь 12.

Выход преобразователя 1 соединен непосредственно с сумматором 5, с умножителями 8 и 10 через последовательно подключенные ячейку 3, сумматор 5, умножитель 7, сумматор 9 с преобразователем 12. Выход преобразователя 2 соединен непосредственно с сумматором б, умножителями 7 и и через последовательно подключенные ячейку 4, сумматор 6, умножитель 8 - с сумматором 9. Выход умножителя 10 соединен со входсш интегратора 11.

Способ измерения мощности заключается в следующем.

Текущие значения напряжения U(t) и тока i(t) подают на входы дискретных преобразователей 1 и 2. в ячейках памяти 3 и 4 производится фиксация значений напряжения u(m-1) и тока i(m-l) предыдущей точки измерения. Сумматоры 5 и 6 представляют собой сумматоры данного и предьадущего (с обратным знаком) значений дискретных величин. На выходе сумматора 5 получают дискретное значение приращения напряжения uU(rn)JL)((n)-U{ni-l); на выходе сумматора 6 - дискретное значение приращения тока Ai(m)-i(m) - i(m-l). В умножителе 7 производят перемножение величины, пропорциональной значению приращения напряжения на величину тока, получают выходной сигнал

X k . i(га) - ДU(m),

где k - коэффициент пропорциональности.

В умножителе 8 перемножают величину, пропорциональную значению приращени 1 тока, на величину напряжения, получают выходной сигнал

Y k U(m) Д (ffl)

в сумматоре 9 производится сложение выходных сигналов умножителей 7 и 8, один из которых (сигналов) берется с отрицательным знаком, и формирование сигнала, пропорционального мгновенному значению изменения реактивной энергии

g |x-Yl n-x.

Умножитель 10, на вход которого поданы сигналы дискретных значений напряжения U(m) и тока i(т), формирует сигнсш, пропорциональный мгновенному значению полной мощности S(m интегрированием которого в интеграторе 11 определяется величина, соответствующая активной мощности Р. алходной сигнал сумматора 9 g(m) преобразователь 12 преобразует в эквивалентное амплитудное или среднее значение реактивной мощности Q.

Предлагаемый способ позволяет измерять мгновенные значения как активной, так и реактивной составляющих мощности нелинейной цепи при произвольных формах изменения тока и напряжения. Ребшизация способа представляется целесообразной на микропроцессах, мини-ЭВМ, устройствах с использованием больших интегральных схем (ВИС).

Формула изобретения

Способ измерения реактивной мощности, основанный на измерении мгновенных значений тока и напряжения в п моментах периода, преобразовании их в величины, пропорциональные мгновенной мощности, и суммировании по модулю полученных произведений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, преобразование выполняют следующим образом; сравнивают значения тока и напряжения, измеренные в данный момент времени, с соответствующими значениями тока и напряжения, измеренными в предыдущий момент, определяют разность этих величин и перемножают значение тока на величину, пропорциональную разности напряжений, а значение напряжения - на величину, пропорциональную разности токов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

495614, кл. G 01 R 21/06, 23.04.70.

2.Заявка ФРГ 2065924,

кл. G 01 R 21/06, 05.01.78 (прототип) .