Устройство для измерения коэффициента мощности цепи в переходном режиме Советский патент 1982 года по МПК G01R21/00 

Изобретение относится к измерению коэффициента мощности цепи в переходном режиме, в частности при ис-. питании электрических аппаратов.

Испытательная цепь для испытаний электрических аппаратов в режиме короткого замыкания представляет собой последовательное включение источника электрической энергии,индуктивного и активного регулируемых сопротивлений, испытываемого аппарата, включающего аппарата и измерительного шунта. Во время опыта испытываемый аппарат предварительно может быть включен. Переходный процесс в испытательной цепи возникает после включения включающего аппарата. В испыт.ательной цепи протекает при этом ток, содержащий периодическую и апериодическую составляющую. Максимальное мгновенное значение тока и коэффициент мощности цепи определяются параметрами источника энергии и сопротивлением испытательной цепи.

Известно устройство для определения коэффициента мощности испытательной цепи в переходном режиме по затуханию апериодической составляющей тока короткого замыкания.

Устройство содержит измерительный шунт и осциллограф 1.

Недостатками устройства являются низкая точность и малая надежность, обусловленные необходимостью неоднократного замера с последующими вычислениями для определения коэффициента мощности.

Известно устройство для измерения коэффициента мощности цепи в переходном режиме, содержащее последовательно соединенные измерительный шунт, ключ, первый интегратор, измеритель отношения и индикатор, подключенные между выходом ключа и другим входом измерителя отношения, последовательно соединенные блок .дифференцирования и второй интегратор, а также формирова,тель импульсов,

20 вход которого подключен к выходу измерительного шунта, а выход - к управляющему входу ключа (2.

Недостатке устройства является недостаточная надежность, обусловленная сложностью используемых блоков , а также возможными сбоямд при колебании частоты промышленной сети формирователя импульсов.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения коэффициента мощности цепи в переходном режиме, содержащее измерительный шунт, первый блок дифференцирования, -измеритель отношения,к выходу которого подключен индикатор, введены первый и второй пиковые детекторы, второй блок дифференцирования, причем измерительный шунт через последовательно соединенные первый, второй блоки дифференцирования и первый пиковый детектор подключен к первому входу измерителя (Отношения и через второй пиковый детектор - к второму его входу.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для измерения коэффициен-, та мощности испытательной цепи; на фиг.2 - зависимость между коэффициентом KV и коэффициентом мощности cos Ч; на фиг.З приведена зависимость систематической относительной погрешности в функции измеряемой величины.

Устройство содержит измерительный шунт 1, последовательно соединенные первый блок 2 дифференцирования, второй блок 3 дифференцирования и первый запоминающий пиковый детектор . 4, второй запоминающий пиковый детектор 5, измеритель б отношения и .индикатор 7.

Устройство работает следующим .

Сигнал, снимаемый с активного шунта 1 и пропорциональный току переходного процесса

i (,-)- vpj , (1)

где 1 - максимально мгновенное

W

значение установившегося тока;

-С-, н. постоянная времени затухания апериодической составляющей тока переходного режима ;

V. .

начальная фаза тока, одновременно поступает на вход первого блока 2 дифференцировс1ния и на вход второго запоминающего пикового детектора 5.

На выходе первого блока 2 дифференцирования возникает сигнал, пропорциональный первой производной тока -

- М „ ц; COS (tu-ы- о е iv. % 1 е (2)

выходе второго пикового детектора 5 выделяется и запоминается сигнал, пропорциональный максимальному мгновенному значению тока переходного процесса, т.е. где

- максимальное мгновенное

i чение тока переходного процесса (ударный ток).

С выхода первого блока 2 дифференцирования сигнал, пропорциональНЫЙ первой производной тока, поступает на вход блока 3 дифференцирования, на выходе которого сигнал будет пропорционален второй производной тока переходного процесса

,. le-t/c(3)

-g;p - ly, W S1K, luJt vp ) -1 w,«;in Ч, :| е i-C

Доля апериодической составляющей в этом сигнале определяется соотношением между ,-j, значительно ослаблена, так как 0/% sinifj- v

VT при всех практических значениях cos Ч (0,15, . .. ,0,8) , устанавливаемых при испытаниях аппаратов на предельную коммутационную способность, т.е. можно считать, что пропорциональна установившемуся значению тока переходного процесса,а с1мплитудное значение

0 /ii /max

отличается от амплитудного значения 1р на постоянный сомножитель ш . Поэтому на выходе первого пикового 5 детектора 4, на вход которого поступает сигнал, пропорциональный второй производной тока переходного процесса, выделяется и запоминается сигнал, пропорциональный максимальному мгновенному значению установившегося тока, т.е. 1. Сигнал, пропорциональ.ный 1уд, с выхода детектора 5 и сигнал, пропорциональный ,„, с выхода детектора 4 поступают на соответствующие входы измерителя 6 отношения, выходное напряжение которого будет пропорционально , или KXJ

К i

5)

19 Т J-m

где К, - коэффициент амплитуды (ударный коэффициент).

Угол сдвига по фазе между напряжением источника и периодической составляющей, тока переходного процесса inep 1у„ sin(ttit + VV ) равен разности начальных фаз и определяется соотношением параметров испытательной цепи

vf-.av-cfet A.av ccte:.±

(6)

(уЬ ------Ь щтг

Выражение (1) таким образом можно представить в виде

i--l iH lwtH4oL-4 -ly Slh CVu.-) Для получения максимального значения ударного тока 1уд при проведении испытаний начальную фазу напряжения Ч (момент включения) выбирают такой, чтобы соблюдалось рав енство Ни- 90 (f 0) . Включение цепи в

заданныймомент времени обеспечивается включающим аппаратом, работой которого управляет прибор автоматического управления опытом.

В этсяи случае ударное значение

тока IVA переходного режима при установлёйных параметрах цепи R и L будет наибольшим. Нетрудно видеть из (6), что ударное эначение тока 1уд наступает в момент времени, когда

)Для моментов времени tyj из выражения (1) с учетом выражения (6) можно получить

.e flили

Таким образом,, для момента максимального удара между коэффициентом удара К и коэффициентом мощности cos vp имеется однозначная зависимость, представленная на фиг.2.

Шкала измерительного прибора 7 может быть проградуирована как в значениях К , так и в значениях cosf в соответствии с выражением (8).

Формула изобретения

Устройство для измерения коэффициента мощности цепи в переходном режиме, содержащее измерительный шунт, первый блок дифференцирования, измеритель отношения, к выходу которого подключен индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, введены первый и второй пиковые детекторы, второй блок дифференцирования, причем измерительный шунт через последовательно соединенные первый, второй блоки дифференцирования и первый пиковый детектор подкгаочен к первому входу измерителя отношения н через второй пиковый детектор - к второму его вхолу. . .

Источники информации, ;принятые во внимание при экспертизе

0

1.ГОСТ 2933-74, с. 22.

2.Авторское свидетельство СССР

761923, кл. G 01 R 21/00, 24.05.76 (прототип)о

S

b

ив

ffM OJB

0.г Фиа.

(pas.t

-Coaf fSft .