Счетчик реактивной энергии

(9) (1 01 К 21/О Г 5 М г:); ТЕЛЬСТВО л. 11 3блем энерго реВ, Я. 1 Куксв,Донской СС 98 идегельство 01 К 21/Об,Авторск 1 141325, (54) СЧЕТЧ (57) Иэобр ое свид етельство С 01 К 21,06, ТИБ 110 Р 31 ЕР относится к жет быть ис ффективности кл. СИК РГн 1986,ИИэлскт етени оэнергети е и енк льза снаг вдн импульсовик 35.1 ил оэнергиеи электрич эле ких ОСУДАРСТЭЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР АНИЕ ИЗО Н АВТОРСКОМУ(7) Институт пржения НИ УССР(56) Авторское сМ 121626, кл. С днер; етчес. их лепет, Целью изобретення является расширение области при -менеп я, прнамерен;и реактивной иобм г:.энергии ь системе енератор - : гребтель, д также павьшениеточности иэ.еренн. Устройство содерж;т д тчнк 1 апряжения,датчикитокаи 3, и ремнажител 4 и 7,комара. ры 5, 6 н 3, андлого-цифровыепреоо) азова гели 9 и 10, му.ьтпплексоры 11 )12, сумматоры-наноигел13-7,егистры 18-22, блоки 23-27сопряженя, вычислитель 28, олок 29индикавги реэульта тов вычсленияблок 30 сопряжения, пульт 31 управлсия, реистр 32, счетный триггер33, ген петар 3 гактовыхвычтдющдвоичный сче. чИзобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для оценки эффективности снабжения электроэнергией энергетическихи электротехнических цепей.Цель изобретения - расширение области применения при измерении реактивной и обменной энергии в системегенератор - преобразователь - потребитель, повышение точности измерения.На чертеже представлена структурная схема счетчика,Схема счетчика состоит из датчика 51 напряжения, первого датчика 2 тока,второго датчика 3 тока потребителя,первого перемножителя 4, второго 5 итретьего 6 двухпороговых компараторов, второго перемножителя 7,первого двухпорогового компаратора 8,пер-вого 9 и второго 10 аналого-циФровыхпреобразователей, первого 11 и второго 12 мультиплексоров, сумматоровнакопителей 13-17, регисгров 18-22, 25блоков 23-27 сопряжения с вычислителем, вычислителя 28, блока 29 индикации результатов вычислений,блока 30сопряжения, пульта 31 управления,блока синхронизации и управления, 30который, в свое очередь, состоит изрегистра 32, счетного триггера 33,генератора 34 тактовых импульсов,вычитающего двоичного счетчика 35,В устройстве выход датчика 1 напряжения соединен с входом первого перемножителя 4 и входом второго двухпорогового компаратора 5, выход первого датчика 2 тока соединен с входом третьего двухпорогового компа ратора 6 и вторым входом первого перемножителя 4, выход которого соединен с входом первого двухпорогового компаратора 8 и входом первого аналого-цифрового преобразователя 9, вы ход второго датчика 3 тока соединен с объединенными входами второго перемножителя 7, выход которого соединен с входом второго аналого-цифрового преобразователя 10, выходы первого двухпорогового компаратора 8 связаны с первым и вторым нходами первого 11 и второго 12 мультиплексоров, выход второго двухпорогового компаратора 5 соединен с третьим управляющим входом первого мультиплексора 11, выход третьего двухпорогового компаратора 6 соединен с четвертым управляющим входом первого мультиплексора 11,информационный вход которого соединен с выходом второго аналого-цифрового преобразователя 10, выход первого аналого-цифрового преобразователя 9 соединен с информационным входом второго мультиплексора 12, первыйвыход которого соединен с первым входом первого сумматора 13, а второйвыход - с первым входом второго сумматора 14, выход первого сумматора13 соединен с входом первого регистра 18, выход которого соединен свходом первого блока 23 сопряженияс вьгчислителем и вторым входом первого сумматора 13, выход второго сумматора 14 соединен с входом второгорегистра 9, выход, которого соединенс входом второго Олока 24 сопряженияс вычислителем и вторым входом второго сумматора 14, первый выход первого мультиплексора 11 соединен с входом третьего сут матора 15,выход которого соединен с входом третьего регистра 20, выход третьего регистра 20свяан с входом третьего блока 25сопряжения с вычислителем и вторымвходом третьего сумматора 15,второйньгс д перно: гультиплексора 11 связан с входом четвертого сумматора 16,ныхоп котооого соединен с входомчетвртого регистра 21, выход последнего соединен с входом четвертого блока 26 сопряжения с вычислите 1 ем и вторым входом четвертогосумматора 16, третий выход первогомультиплексора 11 связан с входомпятого суммагора 17, выход которогосоединен с входом пятого регистра22, выход последнего соединен свходом пятого блока 27 сопряжения свычислителем и вторым входом пятогосумматора 17,Первый выход блока управления исинхронизации, который может содержать регистр 32, счетчик 35,генератор 34 тактовых импульсов, счетныйтриггер 33, подключен к управляющимвходам первого 4 и второго 7 перемножителей, второй его выход соединен с первыми управляющими входамисумматоров-накопителей 13-17 и регистров 18-22, а третий ныход подключен к вторым управляющим входамсумматоров-накопителей 13-17 и регистров 8-22, а также управляющимвходам первого 9 и второго 10 аналого-цифровых преобразователей, первого 1 и второго 12 мультиплексоров, 1622828равным нулю, сигнал с его выхода постунает на ходы сумматоров-накопителей 13-17 и регистров 18-22,Данный сигнал поступает также на вход регистрая 32, содержимое которого (длительность интервала Т) переписывается снова в счетчик 35.Выходной сигнал с триггера 33 является управляющим для перемножителей 4 и 7, что позвзляет перевес;и перемножители в рабочие состояния. На два входа и ремчоителя ч поступают сигнал с датчиканапряжения, пропорииональчый напряжению генератора У вхф (1 п ф и 1- ехэ сигнал с первого датчика 2 тока,пропорциональный входному току 1 х(й), У, ь) = )(; 1.ех(С), где коэФФициенты 5055 блоков 23-27 сопряжения с вычислителем, вычислителя 28. Выходы последнего связаны с входами блока 29 индикации и блока 30 сопряжения а уп 15 равляющий вход - с выходом пульта 31 управления.Счетчик работает следующим образом.Для работы счетчика вначале устанавливается периодичность, с которой производится расчет активной и реакт,вной мощности (энергии), а также вывод полученных результатов на блок 29 индикации результатов вычислений. С этой целью через входную клемму 36 в регистр 32 устанавливается двоичный код интервала времени (периода) Т, за который производятся вычисления. 70Для включения счетчика через клемму 37 подают импульс управления на вход счетного триггера 33. На вхо. де триггера 33 формируется сигнал, равный логической и предназначен ный для запуска генератора 34 тактовых импульсов, Сигнал с выхода счетного три гера 33 поступает на входы перемножителей 4 и 7, а выходной сигнал с генератора 34 тактовых 30 импульсов поступает на входы аналогоцифровых преобразователей 9 и 10, мультиплексоров 11 и 12, сумматоровнакоиитепей 13-17, регистров 13-22, блоков 23-27 сопряжения с вычисли 35 телем и собственно вычислителя 28, Счетчик 35 работает в режиме вычитания. Его содержимое уменьшаегся на единицу при поступлении каждого тактового импульса генератора 34.Когда 40 соде 1 жимое счетчика 35 становится(ц и ф определяются конструьциеи1датчиков. На выходе перемножителя 4 формируется напряжение У(й),пропорциональное мгновенной мощности Рех(") еховх1ф -ффвхф где К у - коэффициент, задаваемьп 1 перемножителем 4. Выходной сигнал с перемножителя 4 01, поступает на пергый аналого-цифровой преобразователь 9 и первый двухпороговый компаратор 8.На выходе первого аналого-цифрового преобразователя 9 формируется цифровой код, соответствующий мгновенной мощности Р 5 Г.), Двухпороговыйехкомпаратор 8 позволяет определить момегггы времени, когда мгновенная мощн,сть Р ВХ (й) положительна, отрицательна и совме".тно с компараторами 5,6 с фиксаци".й нуля определить моменты времени, когда мгновенная мощность Рвх Й) равна нулю, Пороги срабатывания компараторов 5,6 и 8 устанавливаются в зависимости от шага квантования сигнала мгновенной мощности. ПиФровоч код мгновенной мошнс сти Р (ь) и сигналы с компаратоахра 8 пос 1 упают на муль.иплекг.ор 12, осуществляющий разделение выходного сигнала с аналого в цифрово преобразователя 9 в соответствии со знаком ("+" - мгновенная мощность Р (1;):, 0; -- мгновенная мощность Р (ь) ) О).цифровые коды мгновенной мощности Р (ь) и Р (с) поступают, соответственно, на сумматоры-накопители 13 и 14, в которых происходит вычисление определенных интегралов положительной и отрицательной мощности (на сумматорах осуществпяется фактически численное интегрирование Функций мгновенньгх мощностей Р+ и Р (й) при шаге интегрирования, равном периоду работы генератора тактовых импульсов).Занесение информации из сумматоров-накопителей 13 и 14 в регистры 18 н 19 происхрдит гри наличии сигнала на выходе счетчика 35, показывающего, что содержимое счетчика 35 равно нулю, В соответствии с сигналом счетчика 35 информация из сум - маторов-накопителей 13 и 14 переписывается в регистры 18 и 9.Сигнал об окончании перезаписи информации иэ сумматоров 13 и 14 11 регистры 181622828и 19 поступает на вторые вхсды сумматоров-накопителей 13 и 4, послечего они обнуляются. 11 осле этогосодержимое регистров 18 и 19 посту 5пает через блоки 23 и 24 сопряжения с вычислителем в вычислитель 28.На два входа второго перемножителя 7 поступает сигнап с второгодатчика 3 тока, пропорциональный току 10потребителя Ц,п(1) = ; 1, .),гдекоэффициент , определяется конструкцией датчика 3 тока. На выходеперемножителя 7 формируется напряжение О(С), пропорциональное квадрату мгновенного значения тока потреби геля;ф 1") ( ) ф) ггде М) - коэффициент, задаваемыйговторым перемножителем.Выходнои сигнал с перемножителя 7О (Е.) поступает на аналого-циФровойпреобразователь 10, на выходе которого формируется цифровой код,соответ- г 5ствующий квадрату мгновенного значения тока потребителя. Сигнал с аналого-цифрового преобразователя 10 исигналы с двухпороговых компараторов5, б и 8 поступают на мультиплексор11, осуществляющий разделение выходного сигнала с аналого-циФрового преобразователя 10 в зависимости от интервала времени работы системы генератор - преобразователь - потреби 35тель на интервал времени, когда мощность передается от генератора в потребитель (Р+), на интервал времени,когда мощность передается от потребителя в генератор (Р ), на интервал 40времени, когда генератор и потребитель отключены друг от друга и мощность в системе не потребляется (Р0). Разделение выходного сигналас аналого-цифрового преобралователя10 мультиплексор 11 осуше вляет взависимости от двоичного кода, который поступает на его входы от двухпороговых компараторо. 5,6 и 8.Для выделения на период работысистемы генератор - преобразователь -50+потребитель интервалов времении, а также для искпючения.однозначности двоичного кода на входе мультиплексора 11 на разных ин)гервалах времени работы системы в 55предлагаемом устройстве используются три двухпороговых компаратора,Значения двоичных сигналов, поступающих на управляющий вход мультиплексора 11 на периоде кривой мгновенной мощности, следующие:управляющие входы мультиплексора для Р Яь 0; 1 в 0) 1011("кхО эвх - 0) 0110Р (О ах О 1 ахО) 1 ОООРо(ЕЕвх " О; 1 = О)Р (Ььх О; 1 ь( О) 0101Цифровые коды квадрата мгновенного значения тока потребителя 1 (С)поступают через мультиплексор 11 соответственч:. на сумматоры-накопители15 - 17, ко 1,.рые производят вычисление определе ных интегралов:Е+ Ео1: .(Е);,;,; 1: 1) (г)0;о о1 =1,(г)юг,,2оЗанесение информации из сумматоров-накопителей 13 - 17 в регистры20 - 2 происход); при наличиисиги;па на вь 1.оде счетчика 35,показывающег., что его содержимое ра но и",к . Р соответствии с сигналом счетчи. 35 информация из сумматоров-накопителей 15 - 17 переписывается в регистры 20 - 22.Сигналоб окончании перезаписи информациипоступае. на входы сумматоров-накопителей 15 - 17. После этого содер)г.,;:ое регистров 20 - 22 поступаетч. рез блоки 25-27 сопряжения с вычислителем в вычислитель 28,Вычислитель 28 производит вычигление активной мощности.Алгоритм работы вычислителя 28заключается в следующем:а) ввод данных Т;о,622828 управления, причем входы второго и третьего двухпороговых компараторов. соединены соответственно с выходами датчика напряжения и первого датчика тока, вход первого двухпороговогокомпаратора подключен к выходу первого перемножителя, а выходы подключены к входам первого и первому ивторому входам второго мультиплексоз) вывод величин Т; Рд 1-д 4 Ярвм ЯорЧ 4 в 1 Ь э опм(у Обмяф Р ф РБлок 29 индикации результатов вычислений дает возможность вывести на долговременный носитель величины Т, Рд, д, 6, ) пЯ 1 И Бм Иобм 2 Кр 1УР 2. С по"щ" пуль а 3 управления производится управление работой вычислителя 28. Формула и з о б р е т е н и я Составитель С,ХромовТехред М.Моргентал Корректор С.Черни Редактор И,макова Заказ 09 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 фоби Яощ Т ОБм ОпбмТ 4 ж) 1 = Я Т Ь 7 = Я Т Р,г 25Счетчик реактивной энергии,содержащий датчик напряжения, первый и второй датчики тока, первый и второй20 перемножители, входы первого перемножителя соединены с датчиками напряжения и тока, объединенные входы второго перемножителя соединены с выходом второго датчика тока, первый 25 и второй аналого-цифровые преобразователи, входы которых подключены к выходам перемножителей, двухпороговый компаратор, вычислитель, соединенный с блоком индикации результатов, блоком сопряжения и пультом управления, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью расширения области применения, повьппения точности измерений, в него введены два двухпороговых компаратора, два мультиплексора, пять сумматоров-накопителей, пять регистров, пять блоков сопряжения с вычислителем, блок синхронизации и ров, к третьему и четвертому входамвторого мультиплексора подключенывыходы второго и третьего двухпороговых компараторов, информационныевходы первого и второго мультиплексоров соединены соответственно с выходами первого и второго аналогоцифровых преобразователей, выходымультиплексоров через сумматоры-накопители и регистры соединены с входами первого - пятого блоков сопряжения с.вычислителем, а выходы первогопятого регистров соединены,соответственно, с вторыми входами первогопятого сумматоров-накопителей, выходы всех блоков сопряжения с вычислителем соединены с вычислителем,первый выход блока синхронизации и управления псдключен к управляющимвходам первого и втгрого перемножителей, второй его выход - к управляющим входам накапливающих сумматорови регистров, а третий его вход - куправляющим входам блоков сопряженияс вычислителем, вторыми управляющими входами сумматоров-накопителейи регистров, управляющими входамианалого-цифровых преобразователей имультиплексоров.