Устройство для измерения параметров электрической цепи
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 1255947
Авторы: Кизилов, Лось, Чернявский
Текст
8(088.8)ША В 3621392 льство СССРК 21/00, 1983.ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАсится к контроль ике. Цель изобфункциональных ается путем иэреактивной мощо угла между.Вф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Харьковский ордтехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯМЕТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ(57) Изобретение отноно-измерительной технретения - расширениевозможностей - достигмерения коэффициентаности (синуса фазовог напряжением и током), что в совокупности с иэмеренньк коэффициентом активной мощности и порядком чередования Фаэ в сети дает воэможность однозначно определить фазовый угол,Дляэтого в устройство дополнительновведены блок 18 квадратурного сдви"га Фаэ, второй 1 и третий 1, переключатели и второй ключ 12 на транзисторной паре 13 и диоде 14. Устройство содержит трансформатор 1тока, первый ключ 2, в качестве которого может быть использован компенсированный транзисторный ключ,содержащий транзисторную пару 3 и диод4, первый переключатель 5, диод 6,резисторы 7 и 8, переменный резистор9, амперметр 10, трансформатор 15тока и резистор 16 в цепи управления.1,э.п. Ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к контроль-. но-измерительной технике и предназначено для измерения параметров электрической цепи переменного тока.Целью изобретения является расширение Функциональных возможностей устройства за счет возможности кзие - ренин коэффициента реактивной мощности, /синуса Фазового угла между напояженкем и током/ что в совскупности с измеренным коэФфициентом ак"квной мощности,цаст возиожность однозначно определить Фазовый угол, а также эа. счет определения порядка чередования фаз в трехфаэной сети.На Фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого устройства; на Фкг. 2 - то же, вариант исполнения на Фиг. 3 - векторные диаграммы используемые для определения порядка чередования Фаз.Устройство содержит трансформатор тока (например, измерительные токовые клещи) 1, к вторичной обмотке которого подключены управляюшке входы ключа 2, в качестве которого может быть использован компенскрованный транзисторный ключ содержащий транзисторную пару 3 и диод 4, первый переключатель 5, диод б, резисторы 7 к 8, переменный резистор 9, амперметр 10, второй переключатель 11., втооойключ 12 содержащий ранзксторную пару 13, диод 14, а также трансформатор 15 тока и резистор 16 в цепи управления, третий переключатель 17 и блок 18 квадратурнаго сдвига фазы. Первый вывод ключа 2 иодключен к подвюкному контакту переключателя 5, первому вьводу диода. 6 и первому выводу резистора 7, второй вьвод диода б соединен с вторым непоцвкжным контактом переключателя 5 к первым выводом резистора 8,второй вьвод резистора 8 соединен с первой входной шиной напряжения, а второй вывод резистора 7 соединен через послецовательно соединенные пе- ременный резистор 9 и амперметр 10, с подвижным контактом переключателя 11 и с первым неподвижныи контактом переключателя 5. Первый к второй неподвижные контакты переключателя 11 пОдключены соответственно к втО - рым выводам ключа 2 к ключа 12,первый вьвод ключа 12 соедкнен с первым выводаи ключа 2, Управляющке входы ключа 12 подключены к первой. к второйЦ 2 б Зб Я 1 15 Я) входным шинам напряжения соответственно. Второй вывод резистора 7 подключен к подвижному контакту переключателя 17, неподвикные контактыкоторого подключены к второй входнойшине напряжения и к выходу блока 18квадратурного сдвига Фазы, а выходыблока 18 квадратурного сдвига фазыподключены к соответствующим входнымшинам напряжения.Блок 18 квадратурного сдвига фазысодержит резисторы 19 и 20, переменный резистор 21, конденсатор 22,включенные по мостовой схеме таким образои, что общая точка резистора 19к переменного резистора 21 подключена к второй входной шине напряжения,а к первой шине напряжения подключенаобщая точка резистора 20 и конденсатора 22,общая точка переменного резис"тора 21 к конденсатора 22 соединена авторым неподвижным контактом переклю"чателя 17,а к общей точке резисторов19 и 20 (Образующих делитель входно- .го напряжения) подключен второй выводрезистора 8,Устройство дополнительно содержитпереключатель 23, причем второй управляющий вход ключа 12 подключен квторой входной шине напряжения черезпереключатель 23, другой неподвижныйконтакт которого соединен с третьейвходной шиной напряжения.Устройство работает следующим образом.Измерение коэффициента иощностипроизводится в два этапа. Сначалапереключатель 5 шунтирует цепь,содержащую ключ 2. Изменяя величинупеременного резистора 9, выставляютна шкале амперметра 10 "1", что соОтветствует Я = 1.Затем переключателем 5 шунтируется диод б к при этом напряжение свходных пин напряжения подается черезрезкстлр 8 на ключ 2. Измеряемый токподается на управляющие входы ключа2 с вторичной обиотки трансформаторатока 1. Средний ток, протекающий через аипериетр 10, пропорционаленЦсозф а благодаря предварительнойкалибровке показания прибора пропорциональны коэффициенту мощности.Переключатели 11, 17 к 23 при это находятся в положении а Измерение коэффициента реактивной мощности производится следующим образом.1255947 Переключатель 5 устанавливают в положение а , переключатели 11 и 17 в положение 5 . При этом напряжение с резистора 7 приложено к выводам ключа 12, ток нагрузки состав ляет незначительную величину по сравнению с током делителя, образованного резисторами 7 и 8, что исключает фазовый сдвиг и возможное искажение формы кривой напряжения 10 при работе ключа 12.Измеряемый ток подается в коллекторную цепь транзисторов 13 ключа 12 с вторичной обмотки трансформатора 15 тока. Диод 14, включеный в 15 цепи база-коллектор транзисторов 13 ключа 12 ограничивает величину обратного напряжения в тот полупериод, когда транзисторный ключ 12 заперт, и обеспечивает нормаль ную работу трансформатора 15 тока в этот полупериод. Транзисторный ключ 12 открыт в тот полупериод входного сигнала, когда напряжение коллекторов положительно по отношению к напряжению баз (при р-и-р транзисторах 13 ключа 12),Изменяя величину сопротивления переменного резистора 21, добиваются равенства нулю тока, протекающе го через амперметр 10, что свидетельо ствует о сдвиге фаз, равном 90 ,между входным напряжением и напряжением с выхода блока 18 (напряжение сдвисЭ нутое на 90 , относительно входного З 5 напряжения).Переключатель 5 устанавливают в положение 9, а переключатели 11 и 17 в положение о и, изменяя сопротивление переменного резистора 19, 40 устанавливают ток через амперметр 10, соответствующий отклонению его стрелки на полную шкалу, который пропорционален выпрямленному входному напряжению 45 2(1 в"я (1) где Б - амплитуда входного напряжения; К - суммарное сопротивление 50 цепей нагрузки.Следует отметить, что данная операция (настройка амплитуды) практически не влияет на установленный раонее 90 сдвиг между входным напряжением и напряжением на выходе блока 18, так как величина сопротивления переменного резистора 9 велика. 4Переключатели 5 и 11 устанавливают в положение л , переключатель 17 в положение 6 . При этом измеряемый ток подается в цепь база-коллектор ключа 2 вторичной обмотки трансформатора 1. Диод 4, включенный в цепи база-коллектор транзисторов 3 ключа 2, выполняет функцию,аналогичную диоду 14,В зависимости от фазового сдвига между током и напряжением, сдвинуотым на 90 относительно входного напряжения, средний ток, протекающий через нагрузку, определится по формуле:фЦ где здп- искомый коэффициент реактивной мощности.Из определения величины среднего тока видно, что, если амплитуда входного напряжения будет постоянна, а ключи 2 и 12 идентичны, то среднее значение измеряемого тока будет пропорционально величине коэффициента реактивной мощности.Независимость показания устройства от Бщ достигается предваритель.ной калибровкой прибора как указано= 1). Таким образом, прибор покажет величину и знак коэффициента реактивной мощности.В сококупности с определением коэффициента активной мощности точно определится квадрант фазового угла, Следует отметить, что ошибка, связанная с изменением частоты сети, отсутствует, так как непосредственно перед определением здпц производится предварительная установка на выходе блока 18 сдвига фазы на 90 относительно напряжения контролируемой цепи, а также используются те же элементы схемы, что и при определении соз Ч.Предлагаемое устройство позволяет определять порядок чередования фаз в трехфазной системе.Необходимо учесть, что в этом случае к Схеме прикладываются не фазные, а линейные напряжения и элементы должныбыть рассчитаны на рассеиваемую в этом режиме мощность.Определение порядка чередования фаз в трехфазной системе напряжений производится следующим образом.Примем в качестве опорного одно из линейных напряжений АХ (обозначив 1 шину входного напряжения А,11 - Х, 111 - Т). Установим переключатели 17 и 11 в положение 3переключатели 5 и 23 в положение а . Изменяя величину переменного резистора 21 устанавливаем ток через амперметр 10 равным нулю, что свидетельствует ооналичии 90 сдвига между входным 10 напряжением АХ и напряжением выхода блока 18 сдвига фазы на 90- АХеоУстановим переключатель 23 в поло жение 3, остальные переключатели остаются в прежнем положении. При этом по первичной обмотке трансформатора 5 будет протекать ток, пропорциональный напряжению АУ20Средний ток, протекающий через нагрузку в полупериод, когда ключ ,12 будет открыт, определится:(90ЗОгде К - угол между векторами АХеи АУ.Если ток, протекающий через амперметр 10, положительный (созК О)при выбранном способе включения обмоток трансформатора 15, то фаза Хявляется фазой В, У фазой С, так- 1 окак угол между векторами АХ е иФ оАУ меньше 90 (фиг. За). Если ток,протекающий через амперметр 10, от Орицательный (сов кО, 90о - 180 ),то фаза Х является фазой С, а фазаУ фазой В (фиг, 38).Таким образом, предлагаемое устройство имеет возможность определить 45порядок чередования фаз в трехфазнойсистеме напряжений.Следует отметить, что расширениефункциональных возможностей достигНуто при отсутствии источника питания,Измерение коэффициентов реактивной и активной мощности, определениепорядка чередования фаз в трехфазной системе напряжений в комплектес токовыми клещами позволит быстро,надежна и удобно измерять важнейшиеэнергетические параметры при работе потребителей электроэнергии без разрыва цепей, и использовать устройство для цепей оперативного контроля качества нагрузки фидера.Таким образом, технико-экономическое преимущество изобретения заключается в расширении функциональных возможностей предлагаемого устройства,Формула изобретения1. Устройство для измерения параметров электрической цепи, содержащее первый ключ, диод, первый и второй резисторы, первый переключатель, трансформатор тока, переменный резистор и амперметр, первый вывод которого подключен к первому неподвижному контакту первого переключателя, а второй вывод через переменный резистор - к первому выводу первого резистора, второй вывод которого соединен с первым водам диода,подвижным контактом первого переключателя и первым выводом первого ключа, управляющие входы которого подключены к вторично:": обмотке трансформатора тока, причем второй вывод диода соединен с вторым непацвижным контактом первого переключателя и через второй резистор - с первой входной шиной напряжения, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены блок квадратурного сдвига фазы, второй и третий переключатели и второй ключ, первый вывод которого соединен с первым выводом первого ключа, а второй вывод - с первым неподвижным контактом второго переключателя, подвижный контакт которого подключен к первому выводу амперметра, а второй неподвижный контакт - к второму выводу первого ключа, причем вхэды блока квадратурного сдвига фазы соединены с соответствующими входными шинами напряжения а выход с первым неподвижным контактом третьего переключателя, второй неподвижный контакт которого подключен к второй входной шине напряжения, а подвижный контакт - к первому выводупервого резистора.2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных вазможностей за счет обеспечения воэможности7 1255947 8определения порядка чередования фаз введенный четвертый переключатель, в трехфазной сети, второй управля- другой неподвижный контакт которого ющий вход второго ключа-подключен к соединен с третьей входной шиной напвторой входной шине напряжения через ряжения. Составитель С.Кабиковицика Техред Л.Сердюкова КорректорЛ.Патай едакт,Заказ 4817 играфическое предприятие Производствен город, ул. Проектная, 4 4 Тираж 728 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 13035, Москва, Ж, Ра
СмотретьЗаявка
3853271, 11.02.1985
ХАРЬКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. В. И. ЛЕНИНА
КИЗИЛОВ ВЛАДИМИР УЛЬЯНОВИЧ, ЛОСЬ ЛЕОНИД ВАСИЛЬЕВИЧ, ЧЕРНЯВСКИЙ АЛЕКСАНДР ИЛЬИЧ
МПК / Метки
МПК: G01R 21/00
Метки: параметров, цепи, электрической
Опубликовано: 07.09.1986
Код ссылки
<a href="https://patents.su/5-1255947-ustrojjstvo-dlya-izmereniya-parametrov-ehlektricheskojj-cepi.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для измерения параметров электрической цепи</a>
Предыдущий патент: Устройство для измерения физических величин
Следующий патент: Измерительный преобразователь реактивной мощности трехфазной цепи
Случайный патент: Резец для вращательного бурения шпуров