Способ измерения электрической энергии

Союз СоветскикСоциапистическизРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц 8599394Фпо делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Ульяновский политехнический институт(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ Изобретение относится к электрическим измерениям, в частности к измерению энергии переменного тока в системе электроснабжения.Известен способ измерения электрической энергии 11, заключающийся в определении по мгновенным значениям тока и напряжения активной мощности и интегрировании ее во времени, т. е. в реализации уравнений1 О ТР = -016; Ч =Р 6 с Однако по известному способу измеряется энергия нагрузки, определяемая15 суммарной мощностью, состоящей из двухсоставляющих Р = Рищ - Роси + Р 2торые называются основной мощностью (Рои) и вторичной (Р), Основная мощ Э - 20 ность определяет поток энергии к наг-, рузке иэ сети. Вторичная мощность определяет дополнительные потери энергии, вызванные искажающими действиями нагрузки, Она может быть и положительной и отрицательной, Вторичная мощность на нагрузках, вносящих искажения,будет отрицательная, а на не вносящихположительная. Нелинейные нагрузки, потребляя энергию первой гармоники, генерируемуюисточниками, частично преобразуют еев энергию высших гармоник, которая восновном теряется в передающих устройствах системы и в других нагрузках,питающихся с нею из одной дети, Несимметричные нагрузки, потребляя энергиюпрямой последовательноСти, генерируемую источниками, частично преобразовывают ее в энергию обратной и нулевойпоследовательности, которая, как ивысшие гармоники в первом случае, теряется в передающих устройствах системы и в других нагрузках,Основная мощность (Росн ) определяется мощностью первой гармоники принесинусоидальных режимах, мощностьюпрямой последовательности - при несим 85993метричных режимах и мощностью среднихсоставляющих напряжений и токов - примодулированных режимах,Вторичная мощность (Р ) определяется мощностью высших гармоник при неси 5нусоидальных режимах, суммой мощностейобратной и нулевой последовательностей при несимметричных режимах и мощ-ьностью модуляции при модулированныхрежимах или их комбинациями при совокупности различных искажений.Фактически потребляемая энергияиз сети определяется основной составляющей мощностью, тогда как по существующему способу энергия измеряется 15по суммарной, При расчете за энергиюв более выгодном положении оказываютсяпотребители, нагрузки которых вносятискажения (они недооплачивают за потребление электроэнергии), 20Цель изобретения - повышение точности измерения энергии, потребляемойнагрузкой .из сети.Поставленная цель достигается тем,что в предлагаемом способе измеряют 25мгновенные значения тока и напряжения,выделяют напряжение и ток прямой последовательности, выделяют первую гармонику токов и напряжений, усредняютвьщеленные значения токов и напряжений 30за период модуляции, вызываемой изменением нагрузки, вычисляют значениепотребляемой энергии,На чертеже показана схема устройства, реализующего предлагаемый способ З 5Источники трехфазного напряженияЯагрузки подключены ко входам фильтра1 прямой последовательности напряжения, а источник тока - к фильтру 2прямой последовательности тока, выход 40фильтра 1 прямой последовательностинапряжения соединен со входом фильтра3 основной гармоники напряжения, а выход фильтра 2 прямой последовательности тока - со входом фильтра 4 основной гармоники тока, выход фильтра 3 9 фосновной гармоники напряжения соединен со входом фильтра 5 средней составляющей напряжения, а выход фильтра 4 основной гармоники тока соединен со входом фильтра 6 средней составляющей тока, выходы фильтров 5 и 6 средних составляющих напряжения и тока соединены соответственно со входами блока 7 вычисления энергии.Устройство работает следующим образом.Фильтры 1 и 2 выделяют напряжение и ток лишь прямой последовательности. Фильтры 3 и 4 выделяют из полученных сигналовпервые гармоники напряжений и токов прямой последовательности, затем фильтры 5 и 6 осредняют полученные значения сигналов, Блок 7 вычисления энергии реализует следующее уравнение:И= 1 О 1 с 1р сРформула изобретенияСпособ измерения электрической энергии, основанный на измерении мощности суммарного сигнала, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения энергии, потребляемой нагрузкой из сети, измеряют мгновенные значения тока и напряжения, выделяют напряжение и ток прямой последовательности, выделяют первые гармоники токов и напряжений, усредняют вьделенные значения токов и напряжений за период модуляции, вызычваемои изменением нагрузки, вычисляют значение потребляемой энергии.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Арутюнов В. О. Электрические измерительные приборы и измерения. М.,ГЭИ, 1958 (прототип) .859939 оставитель В. Шевалехред З,Фанта согор орректор 10. Билак Редакто каз 7539/67 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная Тираж 732 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 13035, Москва, Ж, РаушсПодписное комитета СССР и открытий ая наб., д. 4