Способ измерения реактивной мощности несинусоидальных режимов электрических систем и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 19) (П 60122100 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СТВУ 34/18- 21(56) 1, Пкл, 6 01 В 27вилиал Энергети м М. Кржижа У ойлаж ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТ 317. 7 (088. 8)атент США 9 3727132,В 21/00, 1973.2. Справочник по нелинейным схемам. Под ред, Д. Шейнголда. М.,фМирф, 1977 с, 160, абзац 2 и 3(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РЕАКТИВНОЙМОДНОСТИ НЕСИНУСОИДАЛЬНЫХ РЕЖИМОВЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ И УСТРОЙСТВОДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯМИ(57) 1. Способ измерения реактивноймощности несинусоидальных режимовэлектрических систем, включающий разложение на гармоники входного напряжения.и последующее фазовое смещениекаждой гармоники перемножение,суммирование и усреднение, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, выполняют отрицательное фазовое смещение каждой, гармоники на четверть ее периода, суммируют сдвинутые по фазе гармОники напряжения, перемножают мгновенные значения входного тока и просуммированного напряжения, а затем усредняют полученные результаты,2. Устройство для осуществления способа по и. 1, содержащее сумматор, перемножитель, сглаживающий фильтр и и разделительных фильтров, входы которых соединены с входной шиной напряжения, а выходы - с входами и фазосдвигаю)аих цепочек, о т л и ч а- эР ю щ е е с я тем, что, с целью прощения, входы сумматора соединен с выходами фазосдвигающнх цепочек, а выход - с одним из входов перемно- ( жителя, другой вход которого соеди нен с входи шиной тоса, а выход - Яс входом сг нвающего фильтра,Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может быть использовано н измерктельных преобразователях реактивной мощности переменного тока несинусоидальной формы.5Иэнестен способ измерения реактинной мощности переменного несинусоидального тока, заключающийся в разложении входных тока и напряжения н ряд Фурье, определении фазовых о сдвигов между одноименными гармониками тока и напряжения, Формировании синусной Функции каждого Фазового сдвига гармоник, перемножений значений одноименных гармоник тока, нап ряжения к синусной функции и в пос,ледующем суммировании результатов перемноженкя 11.Недостатком иэвестнога способа является сложность его реализации, 20 заключающаяся н необходимости исполь зонать большое число нелинейных блоков для Формирования синусных Функций, а также трехнходовых множительных устройств, что снижает точность преобразования.Известен способ измерения реактивной мощности переменного несинусоидального тока, заключающийся н разложении нхоцных тока к напряжения в ряд Фурье, сдниге на 90 по фазе однокменных гармоник тока и напряжения, перемножении сдвинутых по фазе одноименных гармоник, последующем суммировании результатон перемножения и усреднения суммарного сигналаИзвестно устройстно для осущестнления этого способа, содержащее И разделительных фильтров гармоник тока, И раэделйтельных Фильтрон гармоник напряжения, И Фаэосднигающих 40 на 90" цепочек, и перемножителей, сумматор и сглаживающий Фильтр, причем входы разделительных фильтров гармоник тока объединены, входы раз,целительных Фильтров гармоник напря жения также объединены, выходы разделительных фильтров одноименных гармоник тока и напряжения через Фаэасднигающие цепочки соединены с входами перемножителей, выходы которых подключены к входам сумматора, выход которого соединен с входом сглаживающего Фильтра 1.2).Однако известный способ не позволяет обеспечить точность измерения реактивной мощности и простоту реализации устройств на его основе иээа днойного, по сравнению с числом гармоник, количества разделительных Фильтров и фаэосднигающкх цепочек,60Целью изобретения является повышение точности измерения реактивной мощности несинусоидальных режимов электрических систем при одновременном упрощении констРукции устройств.Цель достигается тем, чта согласно способу измерения реактивной мощ- ности несинусоидальных режимов элект- рических скстем, заключающемуся н разложении на гармоники входного напряжения и последующем фазовом сме- щении каждой, гармоники, перемноже- нии, суммировании и усреднении,выполняют отрицательное фазовое смеще- ние каждой гармоники на четнерть ее периода, суммируют сдвинутые по фазе гармоники напряжения, перемножают мгновенные значения входного тока и просуммиронанного напряжения, а затемусредняют перемноженные величины.Кроме того, в устройстве для реализации предлагаемого способа, содержащем сумматор, перемножитель, сглаживающий фильтр,и И разделительных факторов, входы которых соединены с нходной шиной напряжения, а выходы - свходами фаэосднигающих цепачек, входы сумматора соединены с ныходамк Фазосднигающих цепочек, а выход - с одним иэ входов перемнажителя, другой вход которого соединен с входной шиной тока, а выход - с входом сглаживающего фильтра.На чертеже представлена блок-схема устройства для осуществления изобретенного способа.Устройство содержит блок 1 разложения входного напряжения на гармоники, вход которого соединен с входной шиной напряжения, а выходы - с входами блока 2 отрицательного Фазового смещения гармоник, выходы которого соединены с входами сумматора 3, выход которого соединен с одним входом перемножителя 4, другой вход ко,торога соединен с входной шиной тока, а выход - с входом сглаживающего фильтра 5. Блок 1 разложения входного напряжения на гармоники содержит разделительные фильтры 1.1-1.И, входы которых объединены, а их число определяется чкслом гармоник несинусоидального напряжения, которые необходимо учитывать прк измерении. Блок 2 отрицательного фазового смещения гармоник содержит Фазосдвигающие ВС-цепочки 2,1-2 и по числу гармоник,Устройство работает следующим образом.Входное несинусоидальное напряжение Офот измерительного транс" форматора напряжения поступает на вход блока 1, н котором посредством фильтров 1,1-1,И) разделяется на гармоники. При этом на выходах блокавыделяются сигналы - гармоники входного напряжения. 13+)= 0 ВАМИ (щфл Фл) . О, Щ = О 9 и (2 В-Ф)йеО, Я = О , уи в 69)1030738 20 30 Составитель Е, БорзовТехред Т,Маточка КорректорА, Ильин Редактор В. Лазаренко 4щ Ш Ь М В ЕЬ аТираж 710 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 520 б/46 филиал ППП Патент, г. Ужгород,. ул, Проектная, 4 где ОИ, О иОии, и Ч, Ч, Ю - амплитудные значения и начальные фазыгармоник напряжения. Эти сигналыпоступают на входы блока 2, состоящего из реактивных элементов. Параметры РС -цепочек блока 2 настраиваютв таком режиме, чтобы отрицательноефаэовое смещение между входным ивыходными сигналами соответствующейгармоники каждой цепсаки было равночетверти периода этой же гармоники,1 От.е. для первой гармоники - Т/4,для второй - Т/8, для третьейТ/4 Я для И-й - Т/4 и, где Тпериод 1-й гармоники. Тогда на выходах блока 2 будут формироваться 15сигналы напряжения Эти Фаэосмещенные гармоники напряжения поступают на сумматор 3, на выходе которого Формируется сигнал фазосдвигающего результирующего на- пряжения которое подается на один из двухвходов умножителя 4, на второй входкоторого вводится от измерительныхцепей трансформатора тока несинусои Зуйдальный ток,1 Н)= 1,51 и ЬаЬ-Ю),где фк - фазовый сдвиг между к -ми гармониками напряжения и тока, вызванный параметрами первичной контролируемой цепи. В результате перемножения мгновенных значений тока и напряжения на выходе умножителя 4 будет генерироваться сложный сигнал, пропорциональный мгновенной реактивной мощности, состоящей из спектра гармоник тока и напряженияОЬ) =Кс(+)= 1, ,51 и- - ",о )Этот сигнал поступает на вход выходного. Фильтра 5 который настраивается в режиме подавления спектра всех переменных гармоник сигнала мгновенной реактивной мощности Я 1), в результате на его выходе получается сигнал, нропорциональный среднему значению реактивной мощности несинусоидальных тока и напряжения, т.е."вы. э"кк "ик. ткИспользование нового способа поэв оляет повысить точность и эмере ни я реактивной мощности в несинусоидальных режимах электрических систем эа счет. исключ ения операции ра зложе ни я тока на гармоники, уменьшения количества операций фазового сдвига и перемножения.Устройство по этому способу конструктивно проще известных устройств за счет использования только одного перемножителя, вместо И, и исключения И разделительных Фильтров и фазосдвигающих цепочек