Способ измерения реактивной мощности несинусоидальных режимов электрических систем и устройство для его осуществления

Способ измерения реактивной мощности несинусоидальных режимов электрических систем и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. Способ измерения реактивной мощности несинусоидальных режимов электрических систем, включающий разложение на гармоники входного напряжения и последующее фазовое смещение Кё1ждой гармоники (Г перемножение, суммирование и усреднение, о т л ич ающийс я тем, что, с целью повышения точности измерения, выполняют отрицательное фазовое смещение каждой/ гармоники на четверть ее периода , суммируют сдвинутые по фазе гармрники напряжения, перемножают мгновенные значения входного тока и просуммированного напряжения, а затем усредняют полученные результаты, 2. УстЕюйство для осуществления способа по п. 1, содержащее сумматор, перемножитель, сглаживающий фильтр иУ1 разделительных фильтров, входы которых соединены с входной шиной напряжения, а выходы - с входами и фазосдвигаю1аих цепочек, о т л и ч а- g ю щ е е с Я тем, что, с целью упрощения , входы сумматора соединены с выходами фазосдвигающих цепочек, а выход - с одним из входов перемножителя , другой вход которого соединен с входной шиной точа, а выход с входом сглаживающего фильтра.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (П) А

W5DG 01 R 21 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ ЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (2l) 3322434/18- 21 (22) 1 5.07.81 (46) 23.07.83. Бюл. В 27 (72) И.Я. Тарикулиев (71) Дагестанский филиал Энергетического института им. Г.М. Кржижановского (53) 621.317.7(088.8) (56) 1. Патент США Ю 3727132, кл. G 01 R 21/00, 1973.

2. Справочник по нелинейным схемам. Под ред. Д. Шейнголда. М., Мир, 1977„ с. 160, абзац 2 и 3 (прототип) . (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РЕАКТИВНОЙ

МЯЯНОСТИ НЕСИНУСОИДАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯМИ (57) 1. Способ измерения реактивной мощности несинусоидальных режимов электрических систем, включающий разложение на гармоники входного напряжения.и последующее фазовое смещение каждой гармоники перемножение, суммирование и усреднение, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, выполняют отрицательное фазовое смещение каждой, гармоники на четверть ее периода, суммируют сдвинутые по фазе гармрники напряжения, перемножают мгновенные значения входного тока и просуммированного напряжения, а затем усредняют полученные результаты, 2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее сумматор, перемножитель, сглаживающий фильтр и )) разделительных фильтров, входы которых соединены с входной шиной напряжения, а выходы - с входами и фазосдвигаю аих цепочек, о т л и ч а- си

O ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения, входы сумматора соединены с выходами фазосдвигающих цепочек, а выход - с одним из входов перемно- ( жителя, другой вход которого соеди нен с входной шиной то<а, а выход — Я с входом сглаживающего фильтра, 10307 3В

Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может быть использовано н измерительных преобразователях реактивной мощности переменного тока несинусоидальной формы.

Иэнестен способ измерения реактинной мощности переменного несинусоидального тока, заключающийся в разложении входных тока и напряжения н ряд Фурье, определении фазовых )о сдвигов между одноименными гармоник ами ток а и н апр ях<ени я, фармирон анни синусной функции каждого фазового сдвига гармоник, перемножений значений одноименных гармоник тока, нап- 15 ряжения и синусной <(>ункции и в пос,ледующем суммировании результатов перемножения (1).

Недостатком известного способа является сложность его реализации, заключающаяся н необходимости исполь. зонать большое число нелинейных блоков для формирования синусных функций, а также трехнходовых множительных устройств, что снижает точность преобразования.

Известен способ измерения реактивной мощности переменного несинусоидального тока, заключающийся в разложении нхоцных тока и напряжения в ряд Фурье, сдниге на 90 по фазе одноименных гармоник така и напряжения, перемножении сдвинутых по фазе

or.ноименныл гармоник, последующем суммировании результатон перемножения и усреднения суммарного сигнала„

Известно устройстно для осущестнления этого способа, содержащее разделительных фильтров гармоник тока, И раэделйтельных фильтрон гармоник напряжения, И фаэосдвигающих 40 на 90" цепочек, и перемножителей, сумматор и сглаживающий фильтр, причем входы разделительных фильтров гармоник тока объединены, входы разделительных фильтров гармоник напря- 45 жения также объединены, выходы разделительных фильтров одноименных гармоник тока и напряжения через фаэасдвигающие цепочки соединены с входами перемножителей, выходы которых подключены к входам сумматора, выход которого соединен с входом

"глаживающего фильтра ) 2).

Однако известный способ не позволяет обеспечить точность измерения

Реактивной мощности и простоту реализации устройств на его основе иээа днойного, по сравнению с числом гармоник, количества разделительных фильтров и фаэосдвигающих цепочек .

Целью изобретения является повышение точности измерения реактивной мощности несинусоидальных Режимов электрических систем при одновременном упрощении конструкции устРойств.

Цель достигается тем, чта согласно способу измерения реактивной мощности несинусоидальных режимов электрических систем, заключающемуся н разложении на гармоники входного напряжения и последующем фазовом смещении каждой, гармоники, перемножении, суммировании и усреднении, выполняют отрицательное фазовое смеще- ние каждой гармоники на четнерть ее периода, по фазе гармоники напряжения, перемножают мгновенные значения входного тока и просуммиронанного напряжения, а затем усредняют перемноженные величины.

Кроме того, в устройстве для реализации предлагаемого способа, содержащем сумматор, перемножитель, сглаживающий фильтр,и tI разделительных факторов, входы которых соединены с нходной шиной напряжения, а выходы — c нходами фаэосдвигающих цепачек, входы сумматора соединены с ныходами фазосднигающих цепочек, а выход - с одним иэ входов перемнажителя, другой вход которого соединен с входной шиной тока, а выход - с входом сглаживающего фильтра.

На чертеже представлена блок-схема устройства для осуществления изобретенного способа.

Устройство содержит блок 1 разложения входного напряжения на гармоники, вход которого соединен с входной шиной напряжения, а выходы — с входами блока 2 отрицательного фазового смещения гармоник, выходы которого соединены с входами сумматора 3, выход которого соединен с одним входом перемножителя 4, другой вход ко.торого соединен с входной шиной тока, а выход - с входом сглаживающего фильтра 5. Блок 1 разложения входного напряжения на гармоники содержит разделительные фильтры 1.1-1.И, входы которых объединены, а их число определяется числом гармоник несинусоидального напряжения, которые необходимо учитывать при измерении.

Блок 2 отрицательного фазового смещения гармоник содержит фазосдвигающие RC-цепочки 2.1-2 и по числу -армоник. устройство работает следующим образом.

Входное несинусоидальное напряжение U () от измерительного трансформатора напряжения поступает на вход блока 1, н котором посредством фильтров (1.1-1.И) разделяется на гармоники. При этом на выходах блока выделяются сигналы - гармоники входного напряжения.

U„(+)= UÄ 51H (щ +<(I,) . (), Щ =0 9<»(2щ>(.+Ф ) йе () (Ч = 0 „, „Si» (»щ6 у» ) 1030738

u ® Ч» о (®t+q „)

U<(t)=-0, СО5(аЪЕ+ЧЪ) () ® (- п»» С0 (® + è) 20 и

Uq>® - U COS (КИ>1+фК) 30

Составитель Е. Борзов

Техред Т,Маточка Корректорй. Ильин

Редактор В. Лазаренко

4» ° Ф

Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5206/46

Филиал ППП Патент, г. Ужгород,. Ул. Проектная, 4

«

|де(1„, Оц Оив H gq V< Фи тудные значения и начальные фазы гармоник напряжения. Эти сигналы поступают на входы блока 2, состоящего из реактивных элементов. Пара метры RC -цепочек блока 2 настраивают в таком режиме, чтобы отрицательное фаэовое смещение между входным и выходными сигналами соответствующей гармоники каждой цепочки было равно четверти периода этой же гармоники, 10 т.е. для первой гармоники - Т/4, для второй — T/8 для третьей

Т/4,..., для П-й — Т/4„, где Т период l-й гармоники. Тогда на выходах блока 2 будут формироваться сигналы напряжения

Эти фаэосмещенные гармоники напряжения поступают на сумматор 3, на выходе которого формируется сигнал фазосдвигающего результирующего напряжения которое подается на один из двух входов умножителя 4, на второй вход которого вводится от измерительных цепей тРансфоРматоРа тока несинусоиИ дальный ток 1yH)=< l„ s n(xx<+y„-ó ), « где фк - фазовый сдвиг между R -ми гармониками напряжения и тока, вызванный параметрами первичной контролируемой цепи. В результате перемножения мгновенных значений тока и напряжения на выходе умножителя 4 будет генерироваться сложный сигнал, пропорциональный мгновенной реактивной мощности, состоящей из спектра гармоник тока и напряжения ()4(Ь) К 1 ф К (+) (1к 1 к5 Ï РК

- .()(а(Д

Этот сигнал поступает на вход выходного. фильтра 5». который настраивается в режиме подавления спектра всех переменных гармоник сигнала мгновенной реактивной мощности 4» (<), в результате на его выходе получается сигнал, нропорциональный среднему значению реактивной мощности несинусоидальных тока и напряжения, т.е. ()В1„„()=1 0 1, 51 1,=Я

Использование нового способа позволяетт повысить точность и эмерени я реактивной мощности в несинусоидальных режимах электрических систем эа счет. исключ ения операции ра зложе ни я тока на гармоники, уменьшения количества операций фазового сдвига и перемножения.

Устройство по этому способу конструктивно проще известных устройств за счет использования только одного перемножителя, вместо И, и исключения И разделительных фильтров и фазосдвигающих цепочек °