Устройство для измерения непроизводительных потерь энергии в распределительной сети

Устройство для измерения непроизводительных потерь энергии в распределительной сети

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для оценки режима электропотребления, а именно для измерения потерь активной мощности в распределительной сети от протекания реактивного тока, токов высших гармоник и других составляющих. Цель изобретения - повышение точности измерения. Поставленная цель достигается за счет определения потерь от протекания так называемого тока модуляции, который расчитывается по суммарному току, средней активной мощности нагрузки и суммарно-квадратичному значению напряжения. Устройство содержит суммирующий преобразователь 1 квадратичных значений напряжения, интеграторы 2,6,13, блок 3 деления, блоки 4,9 умножения, суммирующий преобразователь 5 активной мощности, блок 7 хранения, блок 8, 11, 14 вычитания, квадратор 10, суммирующий преобразователь 12 квадратичных значений электрического тока, блок 15 результата, таймер 16. При серийном выпуске устройства возможно его использование для расчетов за электроэнергию вместо измерения средней получасовой реактивной мощности в часы максимальных нагрузок, что позволит дать более объективную информацию при упращении измерений. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (!9) (И) Р1) С 01 R 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОС1ЯАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И, ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

I (21) 4447139/24-24 (22) 21 ° 06, 88 (46) 30,09,90.Бюп, У 36 (21) Донецкий политехнический институт (72) F. В,1!акаров и Б,А,Кузнецов (5 3) б 2 o 3 7 ° 5 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

é 1092420; кл. G 01 R 21/00, !983.

Авторское свидетельство ЧССР

И 245161, клО 01 R 21/00, 1985 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ ПОТЕРЬ ЭНЕРГИИ В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ

{57) Изобретение относится к электро-измерительной технике и предназначе-.: но для оценки режима электропотребления, а именно для измерения потерь активной мощности в распредели-тельной сети от протекания реактивного тока, токов высших гармоник н других составляющих, Цель изобретения - повышение точности измерения, 2

Поставленная цель достигается sa счет определения потерь от протека" ния так называемого тока модуляции, который рассчитывается по суммарному току,. средней активной мощности нагрузки и суммарно-квадратичному значению напряжения, Устройство содер-.. жит суммирующий преобразователь квадратичных значений напряжения, инте: раторы 2,6,!3, блок 3 деления, блоки 4,9 умножения, суммирукщий преобраз ватель 5 активной мощности, l блок 7 хр,анения, блоки 8, 11, 14 вычитания, квадр атор 10, суммирукщий преобразователь 12 квадратичных значений электрического тока, блок 15 результата, таймер 16, При серийном выпуске устройства возможно его использование для расчетов эа электроэнергию вместо измерения средней получасовой реактивной мощности в часы максимальных нагрузок, что позволит дать более объективную информацию при упрощении измерений, 1 ил, 1596262

Дпя организации расчетов за электроэнергию, а также при исследовании 30 режимов электропотребления необходимо измерять в первую очередь величину непроизводительных потерь электроэнергии в распределительной сети: т 35 ди„,= аи,— аи, „„„=R, $ % i (t)dt1 т () P„(t)dt )

7

C TA 40

$ XU (t)dt

Jt t

4 где и W „д — непроизводительные потери электроэнергии в распределител ьной се ти;

d M — минимальные потери электрос мин энергии (при оптимальном режиме потребления);

R — сопротивление распредели" тельной сети;

Л11 — суммарные потери электроэнергии в распределительной сети; ток, протекающий в любом

3 из проводов и-фазной рас55 пределительной сети;

n — количество фаз распределительной сети;

Р - мощность нагрузки;

Изобретение относится к электри. ческим измерениям и может быть использовано при исследовании режимов электропотребления, а также при организации расчетов sa электроэнергию, Цель изобретения " повышение точности измерения, На чертеже представлена функциональная схема устройства, 10

Устройство содержит суммирующий препреобразователь 1 квадратичных значений напряжения, первый интегратор 2, блок 3 деления, первый блок 4 умножения, суммирующий преобразователь 5 ак- f 5 тивной мощности, второй интегратор 6, блок 7 хранения, первый блок 8 вычитания,второй блок 9 умножения, квадратор 10, второй блок 11 вычитания, суммирующий преобразователь 12 20 квадратичных значений электрического тока1 третий интегратор 13, третий блок 14 вычитания, блок 15 вычисления результата, таймер 16, вход 17 напряжения, токовый вход 18, выход 19 25 непроизводительных потерь энергии в распределительной сети, U — напряжение фазы распредеJ лител ьной сети;

Т - период измерения, Под оптимальным понимается режим потребления энергии неизменной линей" ной симметричной активной нагрузкой, Ток i (t), протекающий в любом из

J проводов и-фазной распределительной сети, можно условно представить в виде векторной суммы двух токов: оптимального,„,. (г.) и тока модуляции (t) включающего в себя реактивм ныи ток нагрузки, токи высших гармоник и другие составляющие, в зависимости от вида распределительной сети (двух-,трех- или четырех проводная) и от выбора интервала интегрирования Т, Непроизводительные потери энергии через ток модуляции определяются следующим образом, т.(,) P„(t)dt, О. (t) dt ц оптимальная проводимость нагрузки, определяемая по фактической мощности нагрузки, а именно: т „ дМ„„= R I X i,(t)dt = ка с, т „

= R $ 2 ri (t) - С U (t))2dt

С03= ) J

Таким образом, непроизводительные потери энергии в распределительной сети, (т, е потери, не янлякщиеся необходимыми для передачи данной мощно сти н а груз ки Р при д ан но м н апрян жении U,(t)) могут определяться как потери от протекания тока модуляции i () в соответствии с выражением (1), которое реализуется при из» вестном G определенном на том же интервале интегрирования, что и йИ„„. Выразив значение проводимости на К-том интервале 0-Т через значение G на интервале К-1:

= Gк+ 4С и подставив его в выражение (1), определим значение и W щ, .

1596262 6 т и

Rс,J Г1,. (t) о .1= т

- R, z с, ); ц„ . (е), o j= (2) +dG„)U,(t)7 dt — с,,111 (t)7 dt хdt

Как следует из формулы (2), непроизводительные потери энергии Д M „„ находятся по формуле (1 ) с подстановкой значения оптимальной проводимости

С,, найденного на предыдущем интервале интегрирования 0-Т, Погрешность о т из мен ения о птимал ьной пр о водимо сти учитывается в выражении (2) и рав на;

5 и ды„= R, 5 2 (i (е) — (с„, + о

;.! 1

15 ратичных значений тока на интегратор 6

6, Блок 11 определяет приращение оп" тимапьной проводимости Li С, которое затем возводится в квадрат квадратором 10 и умножается на среднеквадра-. тичное значение напряжения, поступающее с интегратора 2 Полученный по формуле (3) сигнал коррекции погрешности от изменения проводимости вычитается в блоке 14 из основного сигнала, поступающего с интегратора 6, Результирующий сигнал с блока 14 подается на вход блока 15 результата и в конце интервала интегрирования по сигналу от таймера вводится в блок результата, где умножается на значение сопротивления распределительной сети Rg и выводится на индикацию или регистрируется на выходе 19 устройст25

ЗО

55 т д = - к, лс „ yu ..(t) dt (3)

), 1

Сигналы напряжения каждой из фаз распределительной сети поступают в суммирукщий преобразователь 1 квадратичных значений напряжения, выходное напряжение которого интегри-руется первым интегратором 2, аналогично на выходе суммирующего преобразователя 5 активной мощности формируется сигнал мгновенной активной мощности нагрузки, а на выходе третьего интегратора 13 - сигнал потребленной энергии, На выходе блока 3 деления вырабатывается сигнал оптимальной проводимости нагрузкиG. Таймер 16 формирует короткие импульсы с периодом, равным периоду измерения, . который задается оператором, По каждому фронту импульса таймера 16 производится запись нового: значения проводимости в блок 7 хранения и обновление содержимого блока

15 вычисления результата, за время действия импульса таймера 16 .осуществляется сброс интеграторов 2, 6 и 13.

Хранимое значение проводимости поступает в первый блок 4 умножения, на первые входы которого поданы сигналы напряжения, В первом блоке

8 вычитания выполняется раздельное (по каждой фазе ) вычитание из сигнала полного тока i сигнала оптимально3

ro тока i, поступающего с выхода блока 4 ° Полученные сигналы тока модуляции с блока 8 подаются через суммирующий преобразователь 12 квад ва, Полученные данные свидетельствуют о степени оптимальности процесса электропотребления и могут быть использованы при расчетах за электроэнергию вместо замеров средней получасовой реактивной мощности в часы максимальных нагрузок, При работе в сети с квазипостоянной нагрузкой оптимальная проводимость С остается практически постоянной на каждом интервале измерения и тогда измерения можно производить фактически в соответствии с формулой (1), а не (2) и блоки 11, 10, 9 и 14 можно исключить из работы, В этом случае несколько повышается точность измерения, так как исключаются квадратор и второй блок 9 умножения, 4g которые вносят погрешность в результат измерения, В случае резкопеременной нагрузки цепь коррекции результата от изменения оптимальной проводимости, включающая второй

45 и третий блоки вычитания, квадратор и второй блок 9 умножения, является необходимой для правильного функциониро вания устрой ст ва, Таким образом, схема позволяет измеря т ь непроиз водит ел ьные потери энергии в распределительной сети как потери ст протекания некоторого экви-. валентного тока модуляции, определяемого по параметрам электропотребле-, ния (активной мощности и суммарноквадратичного значения напряжения), что повышает точность измерения, 1596262

Составитель А,Петров

Редактор Н,Горват Техред Л.Олийнык

Корректор М.Пожо

° ° В Ю

Заказ 2902 Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по .изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

Формула изобретения.

Устройство для измерения непроизводительных потерь энергии в распре5 делительной сети, содержащее суммирукщий преобразователь квадратичных значений электрического тока, суммирукщий преобразователь квадратичных значений напряжения, суммирукщий пре .1O образователь активной мощности, три интегратора, квадратор, таймер, блок вычисления результата и блок деления, причем вход напряжения устройства сое. динен с входом напряжения суммирующего преобразователя активной мощности и входом суммирукщего, преобразователя квадратичных значений напряжения, выход которого соединен с параметрическим входом первого ин- . 2р тегратора, выход которого соединен с входом делителя блока деления, выход суммирующего преобразователя активной мощности соединен с параметрическим входом третьего интегратора, управляющий вход которого соединен с управляющими входами первого и. второго интеграторов и блока вычисления результата и выходом таймера, токовый вход устройства является токо- 30 вым входом суммирукщего преобразова-,. теля активной мощности, а выход суммирукщего преобразователя квадратичных значений электрического тока сое-, динен с параметрическим входом второго интегратора, выход блока вычисления результата является выходом непроизводительных потерь энергии в распределительной сети устройства, о т л и ч а ю щ e e с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены два блока умножения, три блока вычитания и блок хранения, причем вход напряжения устройства соединен с первым входом первого бло" ка умножения, выход которого соединев с входом уменьшаемого первого блока вычитания, вход вычитаемого которого соединен с токовым входом устройства, а выход -, с входом суммирующего преобразователя квадратичных значений электрического тока, выход третьегоинтегратора соединен с входом делимого блока деления, выход которого. соединен с входом блока хранения и входом вычитаемого второго блока вычитания, выход которого соединен с входом квадратора, выход квадратора соединен с вторым входом второго блока умножения, первый вход которого соединен с выходом первого интег- ратора, а выход - с входом уменьшаемого третьего блока вычитания, вход вычитаемого которого соединен с выходом второго интегратора, а выход - с входом блока вычисления результата,