Устройство для измерения коэффициента мощности цепи в переходном режиме

Устройство для измерения коэффициента мощности цепи в переходном режиме

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение позволяет повысить точность и надежность измерений коэф фициента мощности. Устройство содер-. жит датчик I, выполненный в виде воздушного трансформатора тока, индикатор 7, источник 9 (+Е), инвертор 3, нуль-орган 2, RS-триггеры 4 и 5 и элемент 6 совпадения. Точность поддержания параметров испытателышх цепей определяется однообразием условий испытания и дает возможность сопоставить результаты испытаний, проводш-ых в разное время и на разных устаяов-- как. 3 ил. в t сброс 9 Й/г./

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК

Г 1!

aS> (П) А1 (59 4 С 01 R 21 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ1ТФЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В ееТорсКСМТ cpèCMTepüceeó. Ь

Орос

9 +E (21) 3975848/24-21

:(22) 10.11.85 (46) 07.07.87. Бюл. В 25 (71) Тольяттинский политехнический институт (72) О.В. Петинов и А.В. Шамон (53) 621.317.37(088.8) (56) Болотин И.Б., Решетников В.Е.

Измерение коэффициента мощности испытательной цепи. — "Электричество", 1975, У 10.

ГОСТ 2933"84, с. 22.

Авторское свидетельство СССР

У 970249, кл. С Ol R 21/00, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ ЦЕПИ В ПЕРЕХОДНОМ РЕ ЖИМЕ (57) Изобретение позволяет повысить точность и надежность измерений коэффициента мощности. Устройство содер-. жит датчик I выполненный в виде воздушного трансформатора тока, индикатор 7, источник 9 (+Е), инвертор 3, нуль-орган 2, RS-триггеры 4 и 5 и элемент 6 совпадения. Точность поддержания параметров испытательных цепей определяется однообразием условий испытания и дает возможность сопоставить результаты испытаний, проводимых в разное время и на разных установ- g ках 3 ил

« 13221

Изобретение относится K измерению коэффициента мощности цепи z) переходном режиме, в частности при испытании электрических аппаратов.

Цепь для испытания электрических аппаратов в режиме короткого замыкания представляет собой последоватечьное включение источника электрической энергии, индуктивного и активного регулируемых сопротивлений, испытуемого «О аппарата, включающего аппарата и измерительного шунта или трансформатора тока. Во время опыта испытуемый аппарат предварительно может б)ыть включен. Переходный процесс в испытатель- «5 ной цепи возникает после включения включающего аппарата. В испытательной цепи протекает при этом ток„ создающий периодическую и апериодическую составляющие. Максимальное мгновенное20 значение тока и коэффициент мощности цепи определяются параметрами источника энергии и сопротивлением испытательной цепи во время опыта„

Точность поддержания параметров

25 испытательных цепей определяет однообразие условий испытания и дает возможность сопоставить результаты испы ганий, проводимых в разное время и на разных установках.

Величины коэффициента мощности испытательной цепи в значительной мере влияют на условия гашения дуги в ком.мутационном аппарате. Целью изобретения является повьппе- 35 ние точности измерений при одновременном повышении надежности.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для измерения коэффициента мощности испытательной цепи; 40 на фиг. 2 . — временные диаграммы в различных точках схемы устройства; на фиг. 3 — зависимость коэффициента мощности от времени наступления удара в испытательной цепи. 45

Устройство содержит датчик 1, выполненный в виде воздушного трансформатора тока, первичная обмотка которого включена в цепь тока, а вторич" ная подключена к входу нуль-органа 2, выход которого присоединен через инвертор 3 к S-входу RS-триггера 4, и непосредственно к S-входу RS-триггера 5, а инверсный выход триггера 4 н прямой выход триггера 5 присоединены к входам элемента 6 совпадения, выход которого подключен к индикатору 7, К-входы триггеров 4 и 5 соединены с

65 2 первым контактом кнопки 8 "Сброс", второй контакт которой соединен с источником 9 (+Е), и резистор 10.

Кривой 11 (фиг. 2) обозначена зависимость тока в испытательной цепи от времени; кривой 12 — зависимость выходного сигнала датчика 1 от времени; кривой 13 — зависимость выходного сигнала нуль-органа 2 от времени; кривой 14 — зависимость выходного напряжения триггера 4 от времени; кривой 15 - зависимость выходного напряжения триггера 5 от времени; кривой 16 — зависимость выходного напряжения элемента б совпадения от времени (все кривые выполнены в одинаковом масштабе времени); кривой 17 (фиг. 3) зависимость коэффициента мощности от времени удара. Резистор 10 обеспечивает привязку S-входов триггеров к нулевому уровню.

Устройство работает следующим образом.

Для подготовки устройства к работе нажимают кнопку 8 "Сброс" и сбрасывают в нуль показания индикатора 7. При зтом на инверсном выходе триггера 4 устанавливается "1", а на прямом выходе триггера 5 . — "0". Далее проводят опыт короткого замыкания, для чего в испытательной цепи замыкают контакты включающего аппарата. В испытательной цепи начинает протекать ток (кривая

11, фиг. 2) переходного процесса, который можно описать уравнением

i i„(sin(ut+ tp„) -sist(„e "), (! ) где I - амплитуда установившегося тока в цепи;

Q„=V„-(«)- фаза тока в момент-замыкания включающего аппарата; («)„ — фа а напряжения в момент замыкания; сдвиг фаз между напряжением источника и периодической составляющей тока цепи; л

C ы

R г.яу — — — постоянная времени затухания

Я апериодической составляющей тока переходного режима.

Государственным стандартом регламентирована методика определения коэффициента мощности по апериодической составляющей тока переходного режима с использованием формулы (() 1.

Ч = aretg — =- ar(.tgca . (2)

13221

На выходе датчика 1 - воздушного трансформатора тока возникает сигнал, пропорциональный производной тока (кривая 12, фиг. 2): а . 1 -Ю

I цсоз (ос+у„)+? sing å .(3)

Ф к щ хл

Этот сигнал поступает на вход нульоргана 2, где усиливается и ограничивается (крнвая 13, фиг ° 2). С выхода нуль-органа 2 сигнал прямоугольной 10 формы поступает на S-вход триггера 5, на выходе которого формируется перепад напряжения, соответствующий моменту появления тока в цепи (кривая

15, фиг. 2). Через инвертор 3 сигнал f5 с выхода нуль-органа 2 поступает на

S-вход триггера 4, который формирует перепад напряжения в момент перехода производной тока через нуль (кривая

l4, фиг. 2). Сигналы с выходов тригге() ров 4 н 5 поступают на входы элемента 6 совпадения, который формирует из перепадов напряжений (кривые 15 и 14, фиг. 2) прямоугольный импульс, равный по длительности времени

Ч1 от момента появления тока в цепи до момента перехода производной тока через нуль (кривая 16, фиг. 2). Ударный коэффициент определяется выражением

1 tr

К * - sin(ut - )+singe, (4)

И х И где t - время наступления ударного тока.

Ударный ток достигает своего максимального значения, когда производная тока равна нулю, а синусоидальное напряжение источника питания испытательной цепи проходит через нуль.

65 4

Решая совместно (4) и (3) с учетом (2), получают

sinatqа

cos с ††-- : (5)

КЧ

Таким образом, между коэффициентом мощности сов q и временем удара для постоянной частоты c0 = 2>i имеется однозначная зависимость (фиг. 3, кривая 17), поэтому шкала индикатора 7, в качестве которого применяют осциллограф-мультиметр, частотомер и другие, может быть отградуирована в значениях коэффициента мощности в соответствии с выражением (5).

Формула изобретения

Устройство для измерения коэффициента мощности цепи в переходном режиме, содержащее датчик, включенный в цепь тока, и индикатор, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыпения точности при одновременном повышении надежности, в него введены нуль-орган, инвертор, два RS-триггера, резистор, элемент совпадения, причем датчик выполнен в виде воздушного трансформатора тока, выход которого соединен с входом нуль-органа, выход которого соединен с S-входом первого триггера и через инвертор с S-входом второго триггера, а резистор и R-входы триггеров соединены с первым контактом кнопки "Сброс", инверсный выход второго триггера и прямой выход

\ первого триггера соединены с входами элемента совпадения, выход которого соединен с входом индикатора, второй контакт кнопки "Сброс" соединен с плюсом источника питания, а второй вывод резистора заземлен.

13221б5

Проиэводственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Ю. Макаревич

Редактор И. Николайчук Техред Л.Олейник

Заказ 2858/40 Тираж 730

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Корректор Г. Решетник

Подписное