Способ измерения реактивной мощности и устройство для его реализации

ОЛ ИСАНИ ИЗОБРЕТЕН И Совэ СоватсмыкСоциалистическнвРеслублии АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительное к авт. сеид-в лено 23,05.8 1) 291 т 8193/18 22) 3 6 присоединением заявки РЙ Государственный комите СССР по делам изобретений и открытийман, М,Л,Ерошен Заявите 54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЦНОСТ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ ние о ни 2 Данный способ осуществляется устройством для измерения реактивной мощности, содержащим множительный бло один вход которого непосредственно, а другой через фазосдвигающий блок подключены к входным шинам, выход множительного блока через фильтр под ключен к выходной шине 121.Недостатком указанного способа яв ляется низкая точность, обусловленна зависимостью амплитуды сдвигаемого сигнала от частоты. Цель изобретения - повышение точности в широком диапазоне частот.Поставленная, цель достигается тем, что согласно способу измерения реактивной мощности, включающему перемно" жение мгновенных значений тока и напряжения и усреднение полученного произведения в течение определенного интервала времени, после перемножения реактивмножеи напрято насреднев тече пособ измерения включающий пер х значений тока з которых сдвин ьно другого, и го произведения н н 20 овен ние м жений 90 ф о ние и н носит ценн 1Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в автоматике и энергетике, например, для реализации измерительных преобразователей реак 5 тивной мощности.Известен способ измерения реактивной мощности, заключающийся в том, что в трехфазной сети при симметричной системе напряжений перемножают мгновенные значения тока в одной фазе на мгновенные знацейия напряжения между двумя другими фазами, а произведение усредняют в течение периода 11,Его недостатком является то, что он неприменим для измерения реактивной мощности в однофазной цепи.Известен с ленного интервала вр3 910870 а мгновенных значений напряжения и тока Преобразование происходит по запроизводят выделение переменной .сос- конутавляющей произведения, а,усреднение а:т - ) ЦЬв Ю(гИЧ) Ю: производят с момента перехода черезноль тока (напряиения) входного сиг- а йг "1 д ь нала в течение интервала времени, рав Я ного 1/4 периода входного сигнала, где Т = ; - - период входного сигнаТакой способ может быть осуществ- ла тока (напряжения), если оно проиэлен устройством, содержащим множитель- водится с момента, перехода через нуль ный блок, входы которого соединены 1 Ос входными шинами, а выход подключен Если пРеобразование производится к входу. первого фильтра нижних час- с момента пеРехода через нуль кривой тот, выход которогосоединен с перво- напряжения, то его уравнение имеет выходной шиной, в который введены чпоследовательно соединенные инвестов, а СС: ) - %. Соя(2 И ь ц) Вс сумматор, ключ, второй фильтр нижних ) -11.частот, а также блок управления клю- ) )ттп дьинЛ5)п 1 чом, причем вход первого фильтра Гнижних частот соединен с другим вхо- Разность заштрихованных площадей дом сумматора, а выход - с входом ин на кРивой, выДеленной переменной сосоертора, выход второго фильтра ниж- тавляющей произведения мгновенных них частот соединен с выходной шиной, значений напряжения и тока контроли- а вход управления ключа через блок руемой цепи (фиг. 2 в), расположенных управления ключом соединен с первой выше и ниже оси времени, взятая на входнои шинои.,отрезках от и 2 до п+ ц, где1 Т ТНа фиг, 1 представлена схема уст- и = О, 1, 2, 3.пропорциональна ройства для осуществления способа из- реактивной мощности, Среднее значе" мерения реактивной мощности; нание сигнала, пропорционального реакфиг. 2 - временные диаграммы, оясня- тивной моцности, изображено на фиг,2 г, ющие работу устройства, Устройство, осуществляющее способУстройство для осуществления спо- измерения реактивной мощности, рабособа измерения; реактивной мощности тает следующим образом, содержит множительный блок 1, первый При подаче на входные шины сигнафильтр 2 нижних частот, инвертор 3, лов, пропорциональных соответственно сумматор 4, ключ 5, второй фильтР 6 мгновенным значеним тока и напряжения35.нижних частот, блок 7 управленияв контролируемой сети, на выходе мноключом, состоящий из фазосдвигающей мнительного блока 1 появляется сигнал, цепи 8, формирователей 9 и 10 и сум- пропорциднальный мгновенной мощности, матора 11 по модулю два. .Этот сигнал поступает на фильтр 2 нижних частот. На выходе Фильтра 2 сигСпособ измерения реактивной мощ- нал пропорционален значению активной ности состоит в следующем. мощностит 1 мсояв контролируеИз сигнала мгновенной мощности мой сети.Р = 01 - Оупя)п(ЯФ. д Р) гавпЯ 1 ыьсащ свая щн ось(дат ьц) где И, ь 1 пф 1+ 1) - входной сигнал напряжения (фиг.2 а);1 Ш Й С . - входной сигнал 5 Отока (фиг.26),выделяют переменную составляющую- м соя(2 Й С + Ч) (фиг.2 в), затемусрадняют выделенную переменную составляющую с момента перехода через 55нуль тока (напряжения), контролируемойцепи в течение времени, равного 1/4периода входного сигнала,Выходной сигнал фильтра 2 инвертируется инвертором 3 и подается.на один из входов сумматора 4, на другой вход которого поступает сигнал, пропорцио-. нальный мгновенной мощности с выхода множительного блока 1. На выходе сумматора 4 сигнал пропор)ионален переменной составляющей) соя(22 й+ Ю) мгновенной мощности. Одновременно с подачей сигнала, пропорционального мгновенному значению тока на входную шину, начинает работать блок 7 управления ключом 5. Сигнал на входе блока 7 управления ключом изображен на фиг. 26. При этом сигнал на выходе70 5 9188 фаэосдвигающей цепи 3 (фиг.2 д) сдвинут на 1/4 периода по отношению к сигналу на входе блока 7 управления, а выходные сигналы формирователей 9 и 1 О имеют вид, изображенный на 5 фиг,2 ж,е, соответственно. Выходные сигналы Формирователей 9 и 10 управляют состоянием сумматора 11 по модулю два. Выходной сигнал сумматора 11 по модулю два (фиг. 2 э) управляет 10 ключом 5. Последний с момента перехода входного токового сигнала через . нуль в течение времени, равного 1/4 периода входного сигнала, пропускает сигнал, пропорциональный переменной 15 составляюцей "фсоз(2 Й 1 +Ч ) про 2.изведения мгновенных значений, напряжения и тока в контролируемой. сети с выхода сумматора 4 на вход фильтра 6 нижних частот. го Выходной сигнал фильтра 6 нижних частот, изображенный на фиг.2 г, пропорционален значению реактивной мощ.ности. Указанный сигнал подается н вторую выходную шинуПа первую выходную шину устройства поступает сигнал с выхода фильтра 2 нижних частот, пропорциональный активной мощности контролируемой сети, благодаря ЗО чему предлагаемое устройство может быть использовано в качестве совмещенного преобразователя активной и реактивной мощности.г 35Предла гаемое у ст рой ст во дает возможност ь производить измерение Реактивной мощности в широком диапазоне: частот в однофааных сетях, а также в трехфазных прй симметричной и несимметричной системе напряжений и токов. При этом асимметрия трехфаэной системы напряжений и токов и изменениечастоты напряжения (тока) в сети не. вносят погрешности в процесс измерения,1 . С по соб и э мер ения реа кти в ной моцности, включающий перемножение мгновенных значений тока и напрлжения и усреднение полученного произведения в течение определенного интервала времени, о т л и ц а ю щ и йс я тем, цто, с целью повышения точности в широком диапазоне частот, после перемножения мгновенных значений напряжения и тока производят вы" деление переменной составляющей произведения, а усреднение производят с момента перехода через ноль тока (напряжения) входного сигнала в тече-. и н н е и тервала времени, равного 1/4периода входного сигнала,2. Устройство для реализации способа по п.1, содержащее множительныйблок, входы которого соединены свходными шинами, а выход подключенк входу первого фильтра нижних частот, выход которого соединен с первой выходной шиной, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности в широком диапазонечастот, в него введены последовательно соединенные инвертор, сумма"тор, ключ, второй фильтр нижних частот, а также блок управления ключом,причем вход первого фильтра нижнихчастот соединен с другим входом сумматора, а выход - с входом инвертора,выходвторого Фильтра нижних частотсоединен с выходной шиной, а входуправления ключа через блок управления ключом соединен с первой входнойшиной.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Электрические измерения. Иодред, А.В.фремке, Л., "Энергия", 1973,с. 160-166,2. Патент СЮА У 4055803,кл. 6 01 й 28/Об, 26.10.77.719 Подвисно лиал ППП "Патент", г. Ужгород ПИ Заказ 2131/28 918870 Проектная,