Однофазный счетчик активной электроэнергии на статических преобразователях

Однофазный счетчик активной электроэнергии на статических преобразователях

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сава Советсккх

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 15.04,68 (21) 123347Î/24-7 с присоединением заявки— (23) Приоритет—

Опубликовано 05.12.75. Бюллетень № 45

Дата опубликования описания 09.08.76

Государственный коиитет

Совета Министров СССР по делам изабретеиий и открытий (72) Авторы изобретения

Р. М. Мирсалимов и С. Б. Ахмедов (71) Заявитель Азербайджанский институт нефти и химии им. М. Азизбекова (54) ОДНОФАЗНЫЙ СЧЕТЧИК АКТИВНОЙ

ЭЛЕКТРОЗНЕРГИИ НА СТАТИЧЕСКИХ. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться для измерения электрической энергии в цепях переменного тока.

Известные счетчики активной электроэнер- 5 г ии на схемах умножения с двумя квадраторами, основанные сна при нципе кусочно-линейной аппроксимации, сложны, потребляют значительную мощность, работают в узком диапазоне частот и требуют высокую идентичность 10 характеристик суммарного и разносного каналовв.

Для обеспечения IIoi:ûøåï èÿ высокой точности, простоты устройства и наладки, надежности, уменьшения потребляемой мощности в 1б счетчике электроэнергии на статических преобразователях в предлагаемом изобретении примвнена схема умножения двух электрических величин с помощью одного кусочно-линейного квадратора без опорных напряжений, например на кремниевых стабилитронах.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого однофазпого счетчика; на фиг. 2— принцип иальная схема однофазного счетчика.

Входные согласующие блоки преобразователя тока (ПТ) и преобразователя напряжения (ПН) выполнены в виде измерительных трансформаторов — трансформатора тока 1 и трансформатора напряжения 2, например, на

Ш-образных сердечниках. зо

На выходах ПН и ПТ получаются два сигнала CiU и Св(, пропорциональные напряжению сети U и току (, протекающему через нагрузку. Сигналы Сз! и С,U (также пропорциональные напряжению сети) подаются дал-"е на фазочувствительную схему 3, FIB выходе ксторой сигнал оказывается пропорциональным

С4(cos (р+СвУ(2и().

Фазочувствительная схема 8 выполнена в виде управляемого .выпрямителя, напрймер кольцевого фазочувствительного выпрямителя.

Выходной сигнал кольцевого фазочувствительного выпрямителя, содержит не только посто. янную, io и переменную составляющую двойной частоты, а также составляющие гармоник.

Для выделения только постоянной составляющей используется фильтр 4 с высоким коэффициентом фильтрации.

Таким ооразом, осуществляется реакция схемы па,изменение угла сдвига фаз, т. е.

cos cp.

Как видно:из блок-схемы, на выходе ПН и

ФН получаются два сигнала; переменное напряже ние, пропорциональное напряжению на нагрузке Ci U и постоянное напряжение, пропорц иональное нагрузочному току (, умноженному на cos ср, т. е. Св! cos q.

Затем эти два сигнала подаются на вход основного блока квадратичного функционального преобразователя 5, производящего их

494699 умножение.,В выходном сигнале КК кроме г йеременвой составляющей основной частоты U(cot), пропорциональной UI cos ср, содержится также постоянная составляющая Ca(U-) и

: переменная составляющая двойной частоты

CgU(2et), которые отфильтровываются с помощью фильтра, выделяющего переменное иапряжегние основной ча стоты б, т. е.

U(ei) =C>UI cos 1р, следовательно, переменная составляющая основной частоты сг (Ы) пропорциональна активной мощности Р= UI cOs (p.

Учитывая, что при измерениях мощности в однофазной или трехфазной цепях, напряжение сети имеет большую величину (127, 220, 380 в), используют характеристики кремниевых стабилитронов в области пробоя и созда1от точные кусочно-линейные квадратичные преобразователи с широким диапазоном изменения входных и выходных величин.

Далее блок преобразователя аналоговой величины 7 производит преобразование сигнала (иапряжение), пропорционального активной мощностH С7Ы cos ср, в прямоугольные импульсы неизменной амплитуды и длительности.

Энергия каждого импульса неизмeííà и равна 1V,.

Частота импульсов f прямо пропорциональна величине сигнала иа входе АИП.

Счетное устройство 8 осуществляет подсчет импульсов во времени, и результат (число импульсов — М) прямо пропорционален израсходованной в нагрузке 9 электрической энергии

Ц; т. е. 14 = — tIt = (, Fdt.

1г

С учетом того, что кремниевый стабилитрон имеет некоторую нелинейность в точке пробоя, переход от одного отрезка прямой к другому происходит ие по строго определенному углу, а сглаженно. Кремниевый стабилитрои, кроме своего основного действия, заключающегося в изломе характеристики, обеспечивает сгла>иива иие этого излом а. Это обстоятельство способствует приближению аппроксиьпирующей хар",êòåðèñòèêè к заданной к вадратичиой и повышает точность аппроксимации.

Пр и необходимости с помощью термисторов схема может быть выполнена термостабильиой.

Фазочувствительной схемой 8 в данном устройстве представлан управляемый двухполу период ный кольцевой выпрямитель, выполне ниый, например, на полупроводниковых диодах.

Фильтр низкой частоты (ФН) 4 в схеме счетч1ика обладает высоким коэффициентом фильтрации, так ка к всякое наложение переменной составляющей выпрямленного напря10 жения на пе1реме пное па1пряжение ЛУ вызывает 1погрешность. Воз мож1но применение как обычных LCф ильтро в, так и сглажи1вающих фильтров . с

15 тра1нзи сторами. Более целесообразно применение Е.С-ф ильтров. Фильтр основной частоты б должен обладать, крутым спадом характеристики для отфильтровыва1ния составляющих высших гармоник. фильтр б выполнен, напри20 мср, на 1.С-элементах по П и Г-образным схемам па тороидалыных сердечниках. Преобразователь напряжения в частоту импульсов

7 выпол1нен, например, иа двух транзисторах. и нескольких диодах. Для питания транзисторов АИП предусмотрен стабилизированный выпрямитель 10, на1прнмер, иа диодах. В качестве счетного устройства используется, например, счетчик:им1пульсов марки МЭС-54, высокочувствительный и потребляющий малую и мпул ьс иу10 ъ10 Щ1ность.

Зо

Предмет изобретения

Одиофазный счетчик активной электроэнерп1и на статических преобразователях, содержащ ий трансформаторы тока и напряжения, преобразователь иат1ряжения в частоту импульсов постоянной амплитуды н длительности соединенный на выходе со счетным устройством, отл,ичающиеся тем, что, с целью

40 повышения, надежности, в пего введен кусочно-линейный квадратор без опорных напряжений, вход которого через сглаживаю ций фильтр и фазочувствительпую схему соединен с выходом трансформатора тока, другой вход

45 соединен с первым выходом трансформатора ,напряжения, второй выход которого соединен со вторым входом фазочувствительиой схемы, 3 выход кусочно-линейного квадратора без опорных напряже1ний соединен через фильтр

N основной частоты с преобразователем напряжения в частоту импульсов постоянной амплт1туды и длителbtHости, причем трансформаторы тока и,иа пряжеиия подключены к измеряемой цепи.

64 l/ os Р С5//(Ящ (!

Риг 1

4 /0

Составитель Л. Кардаков

Текред А. Камышникова

Корректоп И Синкина

Редактор В. Фельдман

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 7!О/901 Изд. № 144 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5