Способ измерения пассивного тока электроприемника и его составляющих

113Изобретение относится к электро- измерительной технике и может использоваться дчя определения энергетических .показателей отдельных электроприемников и всей разомкнутой раФдиальной сети электроснабжения, а также для управления компексаторами искажений тока и напряжения сети.Цель изобретения - повышение точности измерения за счет выделения из пассивного тока составляющей, которая определяет дополнительные потери электроэнергии в общей разомкнутой радиальной сети электроснабжения без фазоповоротных трансформаторов при подключении к этой сети группы элект 35886 10 15 В каждой отходящей линии включено поодному датчыку тока 5 и напряжения 6электроприемника,В качестве датчиков взаимно ортогональных составляющих использовакыфункционально однотипные датчики,которые отличаются по фаэности, назначению и месту включения, поэтомуони пронумерованы различными цифрами:однофазные ка фиг,1 - 7-9; трехфазные на фиг.2 - 10-12, Каждый такойдатчик имеет входы эталонного 13 иизмеряемого 14 сигналов (однофазныеили трехфазные) и выходы синфазной15 и квадратурной 16 составляющих40 45 50 55 роприемников.Способ осуществляют следующим образом,Пассивный ток электроприемника иего составляющие определяют по разности полного тока электроприемникаи его активной состанляющей. При этомдля определения активной .составляющейтока умножают напряжение сети на постоянный сигнал, значение которого регулируют до установления среднегозначения произведения полученной разности на напряжение сети ранным нулю.Полученный общий пассивный ток всехэлектроприемников в общей сети умножают на дополнительный постоянныйсигнал, вычитают полученное произведение из пассивного тока электроприемника, полученную разность умножают на общий пассивный ток, регулировкой дополнительного постоянного сигнала устанавливают среднее значениепоследнего произведения равным нулю.Требуемую составляющую пассивноготока электроприемкика определяют пополученному произведению общего пассивкого тока всех электроприемниконка дополнительный постоянный сигнал.На фиг,1 и 2 приведены функциональные схемы осуществления способасоответственно для однофазной и трехфазной сетей; на фиг.3 и 4 -. диаграммы сигйалов в схеме по фиг,1 для случаев соответственно двух линейных инелинейных электроприемников,Обе схемы осуществления способаимеют разомкнутую радиальную системуэлектроснабжения с одним источникомэнергии н цепи ввода и группой электроприемкиков 2 н цепях отходящих линий. В цепи ввода включены датчикиобщего тока 3 и напряжения 4 источника,Датчик 7 или 10 один на всю систему, а число датчиков 8 и 9 или 11 и 12 соответствует числу контролируемых электроприемниковПри этом входы 13 эталонных сигналов датчиков соответственно 7 и 8 или 1 О и 11 подключены к выходам соответствующихдатчиков 4 или 6 напряжения, а входы 14 измеряемых сигналов - к выходам соответствующих датчиков 3 или 5тока. Выход 16 квадратурной составляющей датчика 7 или 1 О объединен свходами 13 эталонного сигнала всехдатчиков 9 или 12 соответственно, авыход 16 квадратурной составляющейкаждого датчика 8 или 11 попарнообъединен с входом 14 измеряемогосигнала каждого датчика 9 и 12 соотК выходам каждого датчика 9 и 12 подключен блок 17 и 18 измерений интегральных показателей соответственно. Каждый из датчиков 7-12 взаимно ортогональных составляющих содержит внутри преобразовательные блоки 19 количеством по числу фаз. Каждый из блоков 19 состоит из двух элементов 20 и 21 умножения и одного элемента 22 алгебраического сложения.Одни выходы элементов 20 и 21 умножения объединены с входом 13 эталонного сигнала датчика, второй вход элемента 20 умножения подключен к входу 23 коррекции блока 19, а выход - к выходу 15 синфазкой составляющей датчика и к входу вычитания элемента 22, вход сложения которого подключен к входу 14 измеряемого сигнала датчика, а выход - к выходу 16 квадратурной составляющей датчика и к второму входу элемента 21 умножения, выход которого является выходом 24 сигнала ошибки блока 19.В каждом из датчиков 7-12 есть один интегрирующий усилитель 25, выход которого подКлючен к входам 23 коррекции блоков 19, а вход - к выходу 24, сигнала ошибки в однофаэных датчиках 8, 7 и 9 или к выходу элемента 26 сложения, к трем входам которого подключены выходы 24 трех блоков 19, в трехфазных датчиках 10-12 (фиг.2).Блоки 17 и 18 измерения интегральных показателей содержат элементы 27 умножения, количеством по числу фаз, входы которых подключены к выходу 15 синфазной составляющей и к входу 13 эталонного сигнала датчиков 9 и 12 соответственно, а выходы к интегрирующему счетчику 28 непосредственно в однофазном исполнении (фиг, 1) или через элемент 29 сложения в трехфазном (фиг.2).Датчики 8 и 11 взаимно ортогональных составляющих выполняют функции датчиков сигнала пассивного тока электроприемника 1, который формируют на выходе элемента 22 как разность сигнала полного тока 1 на входе 14 (и входе суммирования элемента 22) и его активной составляющей 1 а на входе вычитания элемента 22, получаемой умножением в элементе 20 напряжения сети (на входе 13) на постоянный сигнал Е на входе коррекции 23, величину которого регулируют с помощью отрицательной обратной связи на интегрирующем усилителе 25 до установления нулевого среднего значения сигнала ошибки на его входе.111 пс 1 т = О,о 10 20 30(4) В однофазном исполнении этот сигнал получают на выходе 24 элемента 22 умножением сигнала разности с выхода элемента 22 на напряжение сети (сигнал на входе 13). В трехфазном исполнении на элементе 26 предварительно суммируют все сигналы на выходах 24 и уже потом интегрирующим усилителем 25 устанавливают нулевое среднее значение этой суммы. При периодических сигналах с периодом Т в установившемся режиме, когда устанавливается нулевое за период среднее значение сигнала на входе усилителя 25 в однофазном датчике сигналы формируются согласно уравне- ниям 5 где У - напряжение сети. В трехфазном датчике ад (фаза А)аА г 31 пЬ = 1 В 1 ДВ(фаза С), 1 аС г с(ца (ц +ц (+1 псИ с - О. (2)о Следствием является ортогональность преобразования между выходными 25сигналами 0 ьф т (3;)о а также подтверждение важного дляпрактики свойства активной составляющей передавать ту же мощность Р, чтои весь ток т тР= -ПЫС=-01 д т 1Т) 40и свойства пассивной составляющейвызывать дополнительные (неоправданные необходимостью передачи мощности) потери электроэнергии в своей 45 сети питания электроприемника.Из уравнений (1) и (4) определяется значение коэффициентат: Р(и ц: - / иа (5)1гз ТФ 50о где 11 - действующее значение напряжения. Датчики 7 и 10 аналогичным образом выделяют из общего тока 1 группы электроприемниюов его пассивную составляющую 1 , которая определяет дополнительные потери электроэнергии в общей сети питания.(11) н- инпиТаким образом,ным на выходах 1 б О. сигналам, получендатчиков 9 и 12 5 133На входы 13 эталонных сигналов датчиков 9 и 12 с датчиков 7 и 10 поступает сигнал общего пассивного тока 1 , а на входы 14 измеряемых сигналов с датчиков 8 и 11 поступают сигналы пассивных токов п соответствующих электроприемников, Разложение сигналов 1 на балансируемую 1и небалансируемую 1 составляющие на выходах 15 и 16 датчиков 9 и 12 осуществляется аналогично, Например, для однофазного датчика (фиг.1) выполняются соотношения пн и пГ ф пЕ гзпр 1т (6)и 1 пс = О; 1 иВ 1 пн Я=О; 1 1В разомкнутых радиальных системах электроснабжения с подключенными И электроприемниками выполняется условие баланса мгновенных значений токов и их активных и пассивных сосВ таких сетях сумма балансируемыхсоставляющих пассивных токов всех совпадает с общим пассивным током,так как 1 1(1 О) Соответственно сумма всех небалансируемых составляющих 10 15 20 25 30 в схеме электроснабжения соответствуют такие составляющие пассивных токов электроприемников, которые полностью взаимокомпенсируются внутри системы электроснабжения и не вызывают потерь энергии в общей цепи ввода. Сигналам на выходах 15 соответствуют составляющие, имеющие одинаковую с д, форму (6), поэтому суммируемые алгебраически по любым своим значениям (действующим, амплитудным и др.), т.е. обладающие свойством балансируемости и определяющие общие дополнительные потери энергии. В линейных сетях свойством балансируемости обладает реактивная составляющая, которая является частным случаем балансируемой составляющей пассивного тока.В блоках 17 и 18 измерения интегральных показателей перемножаются элементами 27.сигналы, пропорциональные токам и и п, а результат интегрируется в трехфазном варианте предварительно результаты суммируются элементом 29) счетчиком 28, При этом результат умножения оказывается пропорциональным потерям мощности дР в активном сопротивлении сети п ис = г 1 сг 1 г (12) из-за данного электроприемника, асумма всех результатов определяетобщие дополнительные потери энергии,пропорциональные квадрату общего пассивного токандР =,. д Р= г 1 г =г 1 г, 13и: Из фиг,З видно, что при линейных электроприемниках схема измеряет реактивные составляющие токов, которые совпадают с пассивными токами и их балансируемыми составляющими, а небалансируемые составляющие отсутствуют, При нелинейных электроприемниках (фиг.4) присутствуют все упомянутые составляющие, при этом сумма небалансируемых составляющих дает общий пассивный ток. При предлагаемом способе измерения удается определить долю участия каждого электроприемника в создании общего пассивного тока с учетом режимов работы других электроприемников, Эта доля возрастает в часы максимума7 133 нагрузки энергосистемы, поэтому применение способа позволит выделить электроприемники, оказывающие наиболее вредное воздействие на систему электроснабжения и принять меры по снижению этого вредного влияния.формула и э обретения Способ измерения пассивного тока электроприемника и его составляющих путем определения разности полного тока электроприемника и его активной составляющей, заключающийся в том, что активную составляющую определяют умножением напряжения:сети на постоянный сигнал, значение которого регулируют до установления нулевого среднего значения произведения полученной 5886разности на напряжение сети, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цепьюповышения точности измерения умножают общий пассивный ток всех электроприемников в общей сети на дополнительный постоянный сигнал, вычитаютполученное произведение из пассивноготока электроприемника, полученную 10 разность умножают на общий пассивныйтак, регулировкой дополнительногопостоянного сигнала устанавливаютсреднее значение последнего произведения равным нулю и определяют тре 1 б буемую составляющую пассивного токаэлектроприемника по полученному произведению общего пассивного тока всехэлектроприемников на дополнительныйпостоянный сигнал..Зимокос аз 4043 Тираж 730И Государственного комитета СССРделам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб., д. одписное 11303 Проектная, 4 од изводственно-полиграфическое предприятие, г.