Способ измерения реактивных мощности и энергии

Способ измерения реактивных мощности и энергии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

М С Я(Г1 Дт .» н Г in

И C À H

ОП ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

0щ 665274

Союз Советских

Социапистичвских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 01.08.76 (21) 2381144/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.05.79. Бюллетень № 20 (45) Дата опубликования описания 30.05.79 (51) М. Кл.

G 01 R 21/00

Гооударствонный комитат

СССР (53) УДК 621.317.38 (088.8) по делам изобретений н открытий (72) Автор изобретения ф. A. Зыкин

Ульяновский политехнический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РЕАКТИВНЫХ

МОЩНОСТЕЙ И ЭНЕРГИИ, +U l>sin +.

I sin(cot+ ф,) dt;

Изобретение относится к области электрических измерений, в частности к измерению реактивных мощности и энергии переменного тока.

Известны способы измерения реактивных 5 мощности и энергии, по которым измеряемое напряжение или ток сдвигают по фазе на 90, применяя специальные фазосдвигающие схемы, и далее преобразуют в мощность (энергию), используя при этом ватт- 10 метровые преобразователи активной мощности, т. е. при формировании реактивной мощности или энергии реализуются уравнения т . 15

Q =- — ) U„sin (и (— + i)+ q„j о

Вр: 81п 4 + t;+ 1и Х о

)(I sin (cot+ г т) dt.

При этом реактивная мощность Q и энергия Ур определяются выражениями

Q = UIsinq;

W =OIsiny t, 30

Однако такие способы справедливы и применимы только при синусоидальных напряжениях и токах.

При наличии высших гармоник в напряжении и токе реактивная мощность определяется

Q =-L,l,sin, +U l,sinр, +...+

Сдвиг по фазе напряжения или тока на четверть периода (например, линиями задержки) приводит к тому, что в состав слагаемых реактивной мощности входит активная мощность (для четных гармоник). Осуществление же сдвига по фазе на

90 каждой гармоники связано с трудностями технического воплощения.

Цель изобретения — повышение точности измерения реактивной мощности и реактивной энергии при несинусоидальных периодических напряжениях и токах.

Это достигается тем, что по способу измерения реактивных мощности и энергии, включающем умножение двух измеряемых величин, интегрирование их во времени, перед умножением мгновенные значения измеряемых напряжений и тока каждой гармоники уменьшают (увеличивают) в РА раз, где k — порядок гармоники, одну из ве665274

g »=oo т»=

О»=1

1»=0(3

i» —. I siï(k cot+ »;), где и» и 1» — мгновенные значения k-x гармоник напряжений и токов. 50

Согласно изобретению предлагаемый способ заключается в том, что:

1. Мгновенные значения каждой гармоники напряжения и тока уменьшают (увеличивают) в pk раз, где k — порядок гармо- 55 ники. Эта операция осуществляется применением специальных частотных фильтров в личин, например напряжение, дифференцируют (интегрируют) и производную (интеграл) умножают на другую величину, например ток.

По мгновенным значениям несинусоидальных токов и напряжений можно определить реактивные мощность и энергию из выражений — — — dt... (1).

1 Г%1 1 . duk т.) и

О »=1

Q = — ki» uk dtdt... (1 ); о

1»=(- )

Wр = — — i » dt... (2);

1 ГЧ 1 1, duk

<о, >, » dt

О »=1 (1 ; u» dtdt... (2 );

О k=1

q= 1Zlu„d4 и...(3), о

q — I gp„j4<<< (3 );

W = — «» — и» dt,.; (4);

1Г 1 dt» . . >» и

«=1

5 = — (о kuk i«dtdt... (4 ).

k=1

В справедливости этих уравнений можно убедиться, подставив значения и» вЂ” U sin (k cot + »„);

4 виде безындуктивных линий, входное сопротивление которых при достаточно большой длине равно волновому сопротивлению

2. Одну из величин, например напряжение, дифференцируют (интегрируют).

3, Производную (интеграл) умножают на другую величину, например ток.

4. Полученное произведение интегрируют по времени и измеряют энергию, а усредняя по времени, измеряют мощность.

По предлагаемому способу можно создавать устройства для измерения реактивной мощности и реактивной энергии, используя все преобразователи активной мощности, построенные на принципе интегрирования произведения мгновенных значений напряжения и тока по времени.

На чертеже показана схема, иллюстрирующая предлагаемый способ формирования реактивной мощности и реактивной энергии.

На входы подаются несинусоидальные токи, амплитуды гармоник которых в блоках 1 и 2 уменьшаются в ф lг раз, Возможно также построение устройств по данному способу с уменьшением только напряжения или только тока в k раз. Затем производится дифференцирование гармоник напряжения или тока (блок 3).

Эти сигналы подаются в ваттметровый преобразователь — интегратор 4 произведения двух аналоговых сигналов, на выходе которого формируется реактивная мощность или реактивная энергия. Основная относительная погрешность преобразователя при этом не превосходила &0,5%.

Формула изобретения

Способ измерения реактивных мощности и энергии, включающий умножение двух измеряемых величин, интегрирование их во времени, отличающийся тем, что, сцелью повышения точности измерений при несинусо ндал ьных периодических напряжениях и токах, перед умножением мгновенные значения измеряемых напряжений и тока каждой гармоники уменьшают (увели-. чивают) в gk раз, где k — порядок гармоники, одну из величин, например напряжение, дифференцируют (интегрируют) и производную (интеграл) умножают на другую величину, например ток.

665274

Составитель М. Назаров

Редактор E. Караулова Техред Н. Строганова Корректоры: А. Галахова

m E, Осипова

Заказ 1038/17 Изд, № 330 Тираж 1089 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2