Устройство для измерения потерь электроэнергии

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКЕСПУБЛИН С 01 К 11/00 ОСУДАРС ПО ДЕЛАМ ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ДЕТЕЛЬСТВУ д Вы к пгде навыки Оп- напр-й гармониоответствен и на входе езировитехническийдрыма 98,с.2, АвВ 687392 свидетельство СС 01 Е 11/00, 197 ское пвь п вык 0 п 8 кнапряжение и-й г ки сигнала соотв он твенходерекно на выходе и н в дополнительного кор тора;номер гармоники ток следчемои цепи(56) 1. Филинов А.П, Счетчики потерна базе трехфазного счетчика типаИ. - "Рабочий энергетик", 1952,38(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ, содержащеепоследовательно соединенные преобразователь тока в напряжение, преобразователь напряженияв частоту с квадратичным выходом и счетчик импульсово т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности измеренияэа счет повышения точности измеренияпотерь электроэнергии от высших гармоник тока в исследуемой цепи, выходпреобразователя тока в напряжениеподключен к входу преобразователянапряжения в частоту через дополнительно введенный амплитудный корректор с амплитудно-частотной характеристикой следующего вида: ЯО 1150550 вяжение и ки сигнала с но на выходе корректора; и - номер гармоники токаисследуемой цепи.2. Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что к выходу преобразователя тока в напряжение подключены последовательно соединенные дополнительный амплитудный корректор, дополнительный преобразователь напряжения в частоту с квадра- Я тичным выходом, дополнительный счетчик импульсов и сумматор, другой вход которого подключен к выходу основного счетчика импульсов, причем ффек амплитудно-частотная характеристика дополнительного амплитудного корректора имеет видИзобретение относится к электроизмерительной технике и может бытьприменено для определения потерьэлектроэнергии в целях с несинусоидальной формой тока. 5Известно устройство для измеренияпотерь электроэнергии, представляющее собой счетчик потерь, созданныйна базе трехфазного двухзлементногоиндукционного счетчика, у которогообмотка напряжения одного элементапеределана в токовую и подключаетсяпараллельно токовой обмотке этогоэлемента, включенного во вторичнуюцепь трансформатора тока, а обмотканапряжения другого элемента подключается к источнику переменного напряжения, причем токовая обмотка этого элемента удалена 11,Поскольку указанное устройство .относится к приборам индукционнойсистемы, нормальная работа которыхобеспечивается при частоте, равной50 Гц, и у которых с увеличениемчастоты вращающий момент уменьшаетсяи становится равным нулю при частоте, кратной двадцатой гармонике и.выше; при несинусоидальном токе в линии счетчик потерь неправильно учитывает высшие гармонические составляющие тока,Наиболее близким к изобретечиюявляется счетчик потерь электроэнергии, содержащий последовательно соединенные вход устройства, преобразо- Зватель тока в напряжение, множительный блок (квадратор), преобразователь с частотным выходом, вычислительный блок и счетчик импульсов.Вычислительный блок состоит из эадат чика сопротивления цепи, подключенного к управляющему входу схемы .вычисления, образующей вход и выход этого блока 2.Однако известный счетчик характеризуется недостаточно высокой точностью измерения потерь электроэнергии от высших гармоник тока в электрических цепях, так как при измерении им не учитывается эффект изменения активного сопротивления элементовсистемы электроснабжения с частотойгармоники.Цель изобретения - повышение точности измерения за счет повышения Кточности измерений потерь электроэнергии от высших гармоник тока в исследуемой цепи. Поставленная цель достигаетсятем, что в устройстве для измеренияпотерь электроэнергии, содержащемпоследовательно соединенные преобразователь тока в напряжение, преобразователь напряжения в частоту с квадратичным выходом и счетчик импульсов, выход преобразователя токав напряжение подключен к входу преобразователя напряжения в частоту черездополнительно введенный амплитудныйкорректор с амплитудно-частотнойхарактеристикой видаде и выхи Ои 8 - напряжение и-й гармоники сигнала соответственно на выходе и на входекорректора;и - номер гармоники тока исследуемой цепи.Кроме того, к выходу преобразователя тока в напряжение подключеныпоследовательно соединенные дополнительный амплитудный корректор, дополнительный преобразователь напряженияв частоту с квадратичным выходом,дополнительный счетчик импульсови сумматор, другой выход которогоподключен к выходу основного счетчикаимпульсов, причем амлитудно-частотная характеристика дополнительногоамлитудного корректора имеет видпбых и ехгде Оихи Ои- напряжение п-й гармоники сигнала соответственно на выходе и на входедополнительного корректора;и - номер гармоники тока исследуемой цепи.На чертеже представлена структурная схема устройства,Устройство содержит последовательно соединенные входную шину 1, преобразователь тока 2 в напряжение,основной амплитудный корректор 3,основной преобразователь 4 напряжения в частоту с квадратичным выходоми основной счетчик 5 импульсов,Устройство содержит также последовательно соединенные дополнительныйамплитудный корректор 6, дополнительный преобразователь 7 напряженияв частоту с квадратичным выходом,дополнительный счетчик 8 импульсови сумматор 9, другой вход которогоподключен к выходу основного счетчика 5.Основной преобразователь 4 можетбыть выполнен в виде последовательносоединенных квадратора 10, преобразователя 11 напряжения в частотус линейной передаточной характеристикой и вычислительного блока 12,управляющий вход которого соединенс выходом задатчика 13 сопротивления. 1 ОДополнительный преобразователь 7может быть выполнен аналогично,При необходимости измерения потерьэлектроэнергии только от высших гармоник тока выход преобразователя 2 15может быть подключен к входам корректоров 3 и 6 через дополнительновведенный фильтр 14 верхних частот.Устройство работает следующимобразом. 20Сигнал полного тока цепи, в которой измеряются потери электроэнергии,подается на входную шину 1 и преобразуется в напряжение преобразователем 2, С выхода преобразователя 2 на пряжение поступает на входы амплитудных корректоров 3 и 6, имеющих амплитудно-частотные характеристики, пропорциональные соответственно и и и"ф(где о - номер гармоники тока в измеряемой цепи), При этом амплитудныйкорректор 6 воздействует на поступающее на его вход напряжение и.преобразовывает его следующим образом.В соответствии со своей амплитудночастотной характеристикой амплитудный корректор 6 вносит затухание.(на частотах 1-й, 2-й и И-й гармоа а а аник) а= -- 2 - , 3.12 3 ф ф М ф40где а - затухание, вносимое корректором 6 на основной частоте.При этом, учитывая, что затухание а компенсируется усилительным 45 трактом устройства, происходит усиление высших гармоник напряжения соответственно,с К =2; 3; , Н (раз), Преобразованное таким образом,напряжение, пропорциональное току высших гармоник сети и равноегде К - коэффициент пропорциональности; 12 эр,1 - мгновенные значения токоввысших гармоник в измеряемой цепи,с выхода амплитудного корректора бподается на вход преобразователя 7,на выходе которого получают импульсный сигнал с частотой, среднее значение которой пропорционально квадрату действующего значения токовгармоник, увеличенных в и, т.е.М=КК"Е Э и (среднее значеи:ние составляющих удвоенных частоткаждой гармоники и комбинационныхчастот, полученных в результатеперемножения, равно нулю).Коэффициент передачи К преобразователя 7 подбирается таким образом,чтобы частотабыла пропорциональна мощности потерь. Вычислительныйблок 12 преобразователя 4 и аналогичный ему узел преобразователя 7 представляют собой цифровые умножителичастоты и каждый из них работает так,что на его выходе частота электрических импульсов пропорциональна частотесигнала на выходе преобразователя 11и сопротивлению цепи, устанавливаемому задатчиком 13. Задатчиком сопротивления преобразователя 7 устанавливается значение сопротивления, равное активному сопротивлению токуосновной частоты тех элементов системы электроснабжения, у которыхактивное сопротивление изменяетсяпропорционально и, когда приведенная высота проводника Е1,Следовательно, на выходе преобразователя 7 частота электрическихимпульсов пропорциональнаМ2игде Р - активное сопротивление токучастоты 50 Гц.Счетчик 8 накапливает импульсы, поступающие с выхода преобразователя 7 и преобразует мощность в энергию потерь.Одновременно с рассмотренным процессом напряжение, поступающее с выхода преобразователя 2 на вход амплитудного корректора 3, преобразовывается за счет его амплитудно-частотной характеристики аналогично рас1150550 Составитель С.КабиковДылын Техред С.Мигунова Корректор А.Обруча дакто Тираж 748 ИИПИ Государственного коми по делам изобретений Москва, 3-35, Раушскаяписное та СССР открытии аб., д, 4/130 иал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,смотренному в амплитудном корректо= ре 6, но при этом усиление высших гармоник на выходе производится в соответствии с амплитудно-частотной характеристикой затухания корректора Зо и равно К =Т; 151/4Й ( раэ ) . Преобразованное таким образом напряжение , пропорциональное току высших гармоник сети и равное1 1 1 М 1 4О=К 1+12 Ч 3 4+1 М =И.и3 3 1 2 3 " М И поступает с выхода амплитудного корректора 3 на вход преобразователя 4, 15При этом на выходе преобразователя 4 получают электрические импульсы, частота которых пропорциональна действующему значению квадрата токов высших гармоник, увеличенК ных в ь (%), и равному к,к 4 Х 3 Ъ й 2, в:1 ( Й- активное сопротивление токучастоты 50 Гц). Задатчиком 13 устанавливается значение сопротивления, равное активному сопротивлению току основной частоты тех элементов системы электроснабжения, у которых активное сопротивление изменяется пропорционально , когда приведенная высота проводника Р ) 1.Счетчик 5 импульсов работает аналогично счетчику 8 и учитывает энергию потерь.Информация от счетчиков 5 и 8 поступает на оба входа сумматора 9где происходит суммирование и выдача полученного значения на регистрирующий прибор. Значение энергии, полученное на выходе сумматора 9, соответствует потерям энергии в измеряемой цепи.Таким образом, изобретение позволяет повысисть точность измерения потерь электроэнергии от высших гармоник тока в измеряемой цепи системы электроснабжения за счет устранения методической погрешности измерения.