Устройство для учета реактивной энергии в трехфазных сетях

Устройство для учета реактивной энергии в трехфазных сетях

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 21е, 2 -, м, Хо 47365

ASTOPCKOE ОИИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОП ИСпНИЕ устройства для учета реактивной энергии в трехфазных сетях.

К авторскому свидетельству А. В. Коллегина, заявленному 27 января

1935 года (спр. о перв. ¹ 161695).

0 выдаче авторского свидетельства опубликовано 30 июня 1936 года.

Для измерения реактивной электрической энергии в цепях трехфазного тока применя отся реактивные электрические счетчики, устроенные обыкновенно по принципу Бергтольда, т. е. имеющие в каждом своем элементе (системе) две токовых обмотки, причем число витков каждой из них в три раза меньше числа витков токовых обмоток нормального (активного) электрического счетчика.

Настоящим же . предлагается для измерения реактивной электрической энергии в цепях трехфазного тока применять в некоторых случаях особые реактивные электрические счетчики, имеющие в каждом своем элементе только одну токовую обмотку. От нормального (активного) электрического счетчика такой реактивный электрический счетчик отличается тем, что число витков его толстых обмоток будет в 3ðà3 меньше числа витков нормального электрического счетчика, а сечение в ф з раз больше, нежели у последнего. Например, если число витков толстой обмотки нормального (активного) счетчика равняется 14, а сечение ее — 2,26 мм (при диаметре

1,7 мм), то число витков предлагаемого

14 реактивного счетчика будет 8, а сеУз чение = 2,26 )/3 = 3,91 4,15 мм (при диаметре 2,3 мм).

Сущностью изобретения является такое устройство, в котором токовая об. мотка счетчика включена во вторичные обмотки двух трансформаторов тока так, что ток в этой обмотке равен геометрической разности двух линейных токов.

С другой стороны обмотка напряжения включена между третьей фазой и нулевой точкой сети. Такое включение позволяет иметь сдвиг между током и напряжением в цепи счетчика равным 90

Предлагаемые фиг. 1 — 6 поясняют предмет изобретения в случаях различного применения устройства.

Однообмоточные реактивные электрические счетчики могут быть как трехфазными, так и однофазными. Применять их можно в следующих случаях.

С л у ч а и 1. Трехфазная цепь напряжением 380 вольт с равномерной нагрузкой фаз (см. схему по фиг. 1).

Обозначения, принятые на схеме, следующие:

1, 2 и 3 — провода трехфазной цепи

Т, т — трансформаторы тока

CA — активный электрический счетчик

Ср — реактивный электрический счетчик

Π— приемники.

Обозначим далее через:

У„У. и V,— фазовые напряжения данной трехфазной цепи

1„1„и 1, — фазовые силы тока Р„ Р и Р, — углы сдвига фаз между этими токами и соответствующими фазовыми напряжениями

1„— геометрическая разность. токов 1 и 12.

Во всех рассматриваемых здесь случаях предполагается, как и в прочих методах измерения реактивной электрической энергии (за исключением измере.ния ее помощью синусного электрического счетчика), что

i)=t 2= 2= ) ф, где ) ф — фазовое напряжение для произвольной фазы и

Z(V„V2) (2э 3) с.-(2> 1 1)

= 120 .

На основании приведенной схемы и диаграммы, изображенной на фиг. 2, имеем показания реактивного электрического счетчика Ср

V3

Wp — — —,, - I), cos ((— V2), l)2) (=

) з

= = - 1) cos ((- —,), 1)} + 3

+ I cos ((1 3)) (12))

= = =- (I cos(б0 — )}+

3 !

+1, cos (120 — 2)) t =V

\l 3

= — (1) cos (бΠ— р)+

+I cos(120 — 2)) 1=

V„ — (1) cos g) + >d I) sin с)) — 1 cosg +

Q3 l,sin „) 1=

V — 1(cos yr 1б3 s)n cos +

+ б3 sin с)) Г = ) ф I sin <о1.

Полная активная (реактивная) электрическая энергия всей цепи находится путем умножения показания активного (реактивного) электрического счетчика на три. Преимущества указанного способа следующие: I) меньшая стоимость энергоизмерительной установки, нежели при применении иных способов измерения реактивной электрической энергии;

2) несложность схемы включения; 3) простота регулировки реактивного электрического счетчика; 4) неизменяемость направления вращения указанного электрического счетчика; 5) возможность изготовления этого электрического счетчика из обыкновенного однофазного 220-вольтового электрического счетчика; 6) минимальные потери в его обмотках.

С л у ч а и П. Трехфазная цепь напряжением 380/220 вольт с нулевым проводом (см. схему по фиг. 3). Здесь

Сл, Сл и CA — однофазные активные электрические счетчики

С Cpp" и Ср" — реактивные электри. ческие счетчики

Остальные обозначения те же, что в случае 1.

Показания электрического счетчика Ср будут:

Vô

W = — = (I) cos ) + /3 1 sin р—

2,б3 т)

12 cos (" + ),бз 12 sin + 2) t.

Йналогично этому выражению показания электрических счетчиков Ср" и

Ср" будут соответственно

1 Vô Р = ((2 Co S ("iо + Q 3 12 S l fi g 2

I2 cos ЮЗ + \б 3 12 s) n 3) t.

I б И

Vô

Wp " — — — — = (I, cos q, + >312 sin z2—

21б3 — 1) cos )+ 1/3 1) sining)) г

Сумма же показаний электрических счетчиков выразится так:

И7Р— Wp + Wp" + % " = Уф (11 sin ю) +

+12sin 72+13sin юз) т. е. будет выражать собою полную реактивную электрическую энергию трехФазной цепи.

Преимущества приведенного способа заключаются в указанных под пп. 3, 4 и, 5 преимуществах предыдущего случая; а также в возможности избежать применения дефицитного 400-вольтового трехфазного электрического счетчика Бергтольда.

Сл у ч а и lli. Трехфазная цепь низкого (см. схему по фиг. 4} или высокого (см. схему по фиг. 5) напряжения без нулевого провода.

"= JA сов (1"22> 11)+lгсозf Кг(19))

y 3, = — - = (11 cos (90 — (1) +

+ 1, cos {150 — (рг)) t = /з (,---2+

= = (11 Sln(pl /

I2 sin p2 (2

Здесь

Сх и Сл" — элементыактивногодвухьэлементного электрического счетчика (счетчика

Ярона)

Ср и Ср" — реактивного счетчика

҄— однофазные трансформаторы напряжения

T, — трубчатые предохранители

τ— плавкие предохранители

3 — заземление

Все остальное имеет прежние обозначения. Диаграмма, поясняющая схемы фиг. 4 и 5, изображена на фиг. б. Здесь

V)2 и V2> — линейные напряжения между соответствующими проводами (1 и 2 и

2 и 3), причем V» —— V22 = V, где V — линейное напряжение вообще.

Обозначая через VV1 часть показания реактивного электрического счетчика, обусловленную элементом С р, И 2 — часть показания реактивного электрического счетчика, обусловленную элементом

Ср,,8 — полное показание электрического счетчика, будем иметь на основании приведенных схем и диаграммы:

W1= =1)2 соз{Ь 22)1„) t = 23

V„I и г — — — - cos (V)» le) t— з

1/ — !зcos(Vaьla)+icos (Vaa(la))}t= / 1, = — "= — (11 cos (90 — (г)г) + /з

+ 12 cos (30 —;рг)) t = /з (Il sin ()з+ 12 cos sc)2+

)/з

1 Р В(() Ог

2 1 откуда = %+ 2= (1(sin cp +

V /з

+ 12 sin Р+ 1, sin (Р,) t = 1Гр, где И р — полная реактивная электрическая энергия данной трехфазной электрической цепи.

Предмет изобретения.

Устройство для учета реактивной энергии в трехфазных сетях при помощи однофазного счетчика, отличающееся ! тем, что токовая обмотка счетчика включена во вторичные обмотки двух трансформаторов тока таким образом, чтобы протекающий по ней ток был равен геометрической разности двух линейных токов, а обмотка напряжения включена между третьей фазой и нулевой точкой сети с целью получения сдвига в 90 между током и напряжением в цепи счетчика.