Способ измерения реактивной мощности и устройство для его осуществления Советский патент 1982 года по МПК G01R21/06 

3 9 Поставленная цель достигается тем что в способе измерения реактивной мощности, включающем перемножение мгновенных значений напряжения и тока, а также усреднение, один из вход ных сигналов (напряжение или ток) преобразуют в сигнал удвоенной час.тоты постоянной амплитуды, затем умножают его на произведение мгновенных значений напряжения и тока и усредняют результат перемножения. Устройство для осуществления способа содержит перемножитель j входы которого подключены к входным шинам, фильтр,, выход которого соединен с выходной шиной, а также удвоитель частоты, усилитель-ограничитель и ключ, причем одна из входных шин через последовательно соединенные удвоитель частоты и усилитель-ограничитель подключена к управляющему выводу ключа, вход которого соединен с выходом перемножителя, а выход - с входом фильтра. Кроме того, с целью расширения функциональных возможностей, выход перемиожителя через дополнительный фильтр соединен с дополнительной выходной шиной. На чертеже представлена схема устройства для реализации предлагае мого способа измерения реактивной мощности. Устройство, реализующее предлагае мый способ, содержит перемножитель 1 мгновенных значений напряжения и тока, фильтр 2, удвоитель 3 частоты усилитель-ограничитель k, ключ 5, дополнительный фильтр 6. Способ измерения реактивной мощ.ности осуществляется следующим обра зом.,а Один из входных сигналов, например ток, преобразуют в синусоидальный сигнал постоянной амплитуды удвоенной частоты, умножают на произведение мгновенных значений входных напряжения и тока и произв.одят усре нение результата перемножения. При входных сигналах тока и напряжения3lM--0,SAnfit; U(t)U,-rmiSlt f). Мгновенная мощность равна произ веденикз мгновенных значений тока и напряжения Р 3 (t) U (t): тюкs 4J cii(-sin(ra-i- f) ..V тпач тач , innax .eo.(2«t+l) a Преобразуем один из входных си(- алов, например, сигнал тока в сигал постоянной амплитуды удвоенной астоты УОП А 5inS2t де А - амплитуда. Для нахождения реактивной мощноси О,, умножим Vgj, на значение мгноенной мощности и усредним результат а период a : Asinaslt - C 1«л/ V 3 v тач max co5tasi-v)Ul-Us n J L) cos4- As nasi x , max mqy -cosiaft i l o-fj As-,r,()-fsin fjJmaii man mQY xnat- Таким образом, полученное в результате приведенных преобразований выражение пропорционально реактивной мощности при A const. Устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом. При подаче на входные шины сигналов, пропорциональных мгновенным значениям тока и напряжения в контролируемой сети, на выходе перемножителя 1 появляется сигнал, пропорциональный мгновенной .мощности, поступающий на ключ 5- На выходе удвоителя частоты 3 3 затем усилителя-ограничителя Ц образуется сигнал прямоугольной фор мы удвоенной частоты и постоянной амплитуды, которым управляется ключ 5После усреднения выходного сигнала с ключа 5 фильтром 2 на выходной шине появляется сигнал, пропорциональный реактивной мощности.. При входных сигналах тока и напряжения .:){t)3 -sini7t, U(t)UrT,axsin u4) на выходе перемножителя 1 получается сигнал, пропорциональный мгновенной мощности (tJ,-U(t)4 nJoiKsinftt-U flx sin(fit4Lf)J.N , тих ma. moit. тач xcos. После удвоителя частоты 3 a затем усилителя-ограничителя k получается сигнал удвоенной частоты прямоугольной формы Vgpi , который можно представить как сумму гармоник синусоидального сигнала

Vgf, A -sioiiai+A Sin6ftt A3SiniOP.t...t

-A„sлnm5гt.

После ключа 5 и фильтра 2 на выходной шине получается сигнал

U, Ц cos Ч

OL

Tt COS (iat i }||A 5Ar a l c+A sinbat

/ +A SinbSlttA S n 0,...+ AnSi f fflSi).

Раскрывая скобки и проведя соответствующие преобразования, получаем 1 .1

.. man тач .,, ,

а г ЗАЛЧ.

Таким образом, наличие гармоник синусоидального сигнала в сигнале прямоугольной формы после усилителя-ограничителя Ц не влияет на полученное значение реактивной мощности.

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения за счет замены операции сдвига на 90 одного из сигналов, снижающей точHOQTb при измерении в широком диапазоне частот и усложняющей реализацию способа из-за сложности обеспечения широкополосного сдвига на 90°, на операцию умножения (удвоения) частоты, которая реализуется достаточно просто с большой точностью в широком диапазоне частот, а введение фильтра расширяет функциональные возможности устройства.

Формула изобретения 1. Способ измерения реактивной . мощности, включающий перемножение

205506

мгновенных значений напряжения и тока, а также усреднение, отличающийся тем, что, с целью повышения точности в широком 5 диапазфне частот, один из входных сигналов (напряжение или ток) преобразуют в сигнал удвоенной частоты постоянной амплитуды, затем умножают его на произведение мгновенных

to значений напряжения и тока и усредняют результат перемножения.

2,. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее пере-: множитель, входы которого подключеtS ны к входным шинам, фильтр, выход которого соединен с выходной шиной, отличающееся тем, что, с целью повышения точности в широком диапазоне частот, в него введены удвоитель частоты, усилитель-ограничитель и ключ, причем одна из входных шин через последовательно соединенные удвоитель частоты и усилитель-ограничитель подключена к равляющему выводу ключа, вход которого соединен с выходом перемножителя, а выход - с входом фильтра.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что, с целью

30 расширения функциональных возможностей, выход перемножителя через дополнительный фильтр соединен с дополнительной выходной шиной. Источники информации,

35 Принятые во внимание при экспертизе

1.Кушнир Ф.В. Саеенко В.Г. Электрорадиоизмерения, Энергия, Ленинградское отделение, 1975, с. 2372.Brown Р. Walker R.W. Measure ring transient MV Ar by modified

2 Wattmeter system.-Electrical Times, V. 158, N 20-21, XII, 1970, p. 59, fiq. 1.

-

о

/

2 .

I - 1

I I I.-J