CN103575976A - 一种纯90度移相式无功功率测量方法 - Google Patents
一种纯90度移相式无功功率测量方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103575976A CN103575976A CN201310550745.0A CN201310550745A CN103575976A CN 103575976 A CN103575976 A CN 103575976A CN 201310550745 A CN201310550745 A CN 201310550745A CN 103575976 A CN103575976 A CN 103575976A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- voltage
- circuit
- frequency
- output
- integrating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Measuring Phase Differences (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
本发明公开了一种纯90度移相式无功功率测量方法,解决了无功测量精度不高的问题。包括采用积分电路2对输入交流电压UIN进行90°移相,将输入电压的频率信号fUIN作为频率/电压转换电路3的输入,VX、VY接入第一个模拟乘法电路4,其输出是由频率/电压转换电路3的输出VY乘以积分电路2的输出电压VX再除以第一个模拟乘法电路4的基准电压VR 2将输入的电流信号IIN经电流电压转换电路1,转换输出成电压信号;用第二个模拟乘法电路5将第一个模拟乘法电路4的输出信号VZ与经过电流电压转换电路1的积分后的输出电压信号相乘,完成单相无功功率计算。本发明解决了常用模拟电路方法测量无功功率时准确度随频率变化而改变所造成的精度不高的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于纯90度移相式的无功功率测量方法。
背景技术
目前,对输配电线路中的无功功率测量有时是通过模拟电路装置进行的。这种装置多采用移相方法使被测电流与被测电压间产生90°的附加相位差的方法进行测量。目前已知的移相方法大多是在频率50Hz情况下进行开发设计的。当频率在50Hz附近变化很小时,其超前移相环节的相位改变与滞后移相环节的相位改变基本能够相互抵消,但这种方法的频率补偿范围有限。当频率在50Hz附近变化较大,达到45Hz或55Hz时,相位改变引起的附加误差会超过0.3% ,不能满足相关标准要求。现行的规范GB/T 13850-1998《交流电量转换为模拟量或数字信号的电测量变送器》中规定无功功率变送器的输入信号频率在45~55Hz范围内变化时,其输出改变量不得超过等级指数,当等级指数小于0.3时,上述方法不能满足要求,需要寻求更准确的移相方法。
发明内容
本发明提供了一种纯90度移相式无功功率测量方法,解决了无功测量精度不高的技术问题。
本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的:
一种纯90度移相式无功功率测量电路,包括电流电压转换电路、积分电路、频率电压转换电路、第一模拟乘法电路、第二乘法电路,被测线路中的被测电流IIN与电流电压转换电路的输入端连接,电流电压转换电路的输出端与第二乘法电路的第一输入端连接;被测线路中电压信号UIN与积分电路的输入端相连接,积分电路的输出与第一模拟乘法电路的第一输入端相连接;被测线路中频率信号fUIN与频率电压转换电路的输入端相连接,频率电压转换电路的输出端与第一模拟乘法电路的第二输入端相连接;第一模拟乘法电路的输出端与第二模拟乘法电路的第二输入端相连接,第二模拟乘法电路的输出信号即为单相无功功率无功功率成正比的电压信号。
一种纯90度移相式无功功率测量方法,包括以下步骤:
第一步、采用积分电路2对输入交流电压UIN进行90°移相,该相移是恒定的,不随频率变化而变化,线路电压V IN 乘以积分电路2的积分电阻值R,再乘以一个积分电路2的比例系数K X ,再将乘得到的结果除以被测线路中电压的角频率ω,再除以积分电路2的积分积分电容值C,得到积分电路2的输出电压V X, 公式如下:
V X =K X V IN R/ωC,
式中K X 为采用积分电路2的比例系数,R为积分电路2的积分电阻值,C为积分电路2的积分积分电容值,ω为被测线路中电压的角频率;
第二步、将输入电压的频率信号fUIN作为频率/电压转换电路3的输入,其输出的结果V Y ,可以通过频率/电压转换电路3的比例系数K Y 乘以频率/电压转换电路3的基准电压(一般取1-10V稳定的直流电压数值)V R1 ,再乘以输入被测线路电压的频率f,其计算公式如下式:
V Y =K Y V R1 f ,
其中V R1 为频率/电压转换电路3的基准电压(一般取1-10V稳定的直流电压数值),K Y 为频率/电压转换电路3的比例系数(取值范围为:),f为输入被测线路电压的频率;
第三步、V X 、V Y 接入第一个模拟乘法电路4,其输出是由频率/电压转换电路3的输出V Y 乘以积分电路2的输出电压V X 再除以第一个模拟乘法电路4的基准电压V R2 (一般取1-10V稳定的直流电压数值)计算后得到,其计算公式见下式:
V Z =V X V Y /V R2 ,
其中V R2 为第一个模拟乘法电路4的基准电压(一般取1-10V稳定的直流电压数值),V Y 为频率/电压转换电路3的输出,V X 为积分电路2的输出电压,计算出模拟乘法电路4的输出电压V Z, 其计算公式见下式:
V
Z
= V
IN
×K
X
K
Y
V
R1
R/2πCV
R2 ,
可以看出V Z 是一个与输入电压V IN 成比例,与频率无关的电压。
第四步、将输入的电流信号IIN经电流电压转换电路1,转换输出成电压信号;
第五步、用第二个模拟乘法电路5将第一个模拟乘法电路4的输出信号VZ与经过电流电压转换电路1的积分后的输出电压信号相乘,完成单相无功功率计算。
本发明从根本上解决了常用模拟电路方法测量无功功率时准确度随频率变化而改变所造成的精度不高的问题。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明:
一种纯90度移相式无功功率测量电路,包括电流电压转换电路1、积分电路2、频率电压转换电路3、第一模拟乘法电路4、第二乘法电路5,被测线路中的被测电流IIN与电流电压转换电路1的输入端连接,电流电压转换电路1的输出端与第二乘法电路5的第一输入端连接;被测线路中电压信号UIN与积分电路2的输入端相连接,积分电路2的输出与第一模拟乘法电路4的第一输入端相连接;被测线路中频率信号fUIN与频率电压转换电路3的输入端相连接,频率电压转换电路3的输出端与第一模拟乘法电路4的第二输入端相连接;第一模拟乘法电路4的输出端与第二模拟乘法电路5的第二输入端相连接,第二模拟乘法电路5的输出信号即为单相无功功率无功功率成正比的电压信号。
本发明的具体实现方法如下:
第一步、采用积分电路2对输入交流电压UIN进行90°移相,该相移是恒定的,不随频率变化而变化。线路电压V IN 乘以积分电路2的积分电阻值R,再乘以一个积分电路2的比例系数K X ,再将乘得到的结果除以被测线路中电压的角频率ω,再除以积分电路2的积分积分电容值C,得到积分电路2的输出电压V X, 公式如下:
V X =K X V IN R/ωC,
式中K X 为采用积分电路2的比例系数,R为积分电路2的积分电阻值,C为积分电路2的积分积分电容值,ω为被测线路中电压的角频率;
第二步、将输入电压的频率信号fUIN作为频率/电压转换电路3的输入,其输出的结果V Y ,可以通过频率/电压转换电路3的比例系数K Y 乘以频率/电压转换电路3的基准电压(一般取1-10V稳定的直流电压数值)V R1 ,再乘以输入被测线路电压的频率f,其计算公式如下式:
V Y =K Y V R1 f ,
其中V R1 为频率/电压转换电路3的基准电压(一般取1-10V稳定的直流电压数值),K Y 为频率/电压转换电路3的比例系数(取值范围为:),f为输入被测线路电压的频率;
第三步、V X 、V Y 接入第一个模拟乘法电路4,其输出是由频率/电压转换电路3的输出V Y 乘以积分电路2的输出电压V X 再除以第一个模拟乘法电路4的基准电压V R2 (一般取1-10V稳定的直流电压数值)计算后得到,其计算公式见下式:
V Z =V X V Y /V R2 ,
其中V R2 为第一个模拟乘法电路4的基准电压(一般取1-10V稳定的直流电压数值),V Y 为频率/电压转换电路3的输出,V X 为积分电路2的输出电压,计算出模拟乘法电路4的输出电压V Z, 其计算公式见下式:
V
Z
= V
IN
×K
X
K
Y
V
R1
R/2πCV
R2 ,
可以看出V Z 是一个与输入电压V IN 成比例,与频率无关的电压。
第四步、将输入的电流信号IIN经电流电压转换电路1,转换输出成电压信号;
第五步、用第二个模拟乘法电路5将第一个模拟乘法电路4的输出信号VZ与经过电流电压转换电路1的积分后的输出电压信号相乘,完成单相无功功率计算。
Claims (2)
1.一种纯90度移相式无功功率测量方法,包括以下步骤:
第一步、采用积分电路2对输入交流电压UIN进行90°移相,该相移是恒定的,不随频率变化而变化,线路电压V IN 乘以积分电路2的积分电阻值R,再乘以一个积分电路2的比例系数K X ,再将乘得到的结果除以被测线路中电压的角频率ω,再除以积分电路2的积分积分电容值C,得到积分电路2的输出电压V X, 公式如下:
V X =K X V IN R/ωC,
式中K X 为采用积分电路2的比例系数,R为积分电路2的积分电阻值,C为积分电路2的积分积分电容值,ω为被测线路中电压的角频率;
第二步、将输入电压的频率信号fUIN作为频率/电压转换电路3的输入,其输出的结果V Y ,可以通过频率/电压转换电路3的比例系数K Y 乘以频率/电压转换电路3的基准电压(一般取1-10V稳定的直流电压数值)V R1 ,再乘以输入被测线路电压的频率f,其计算公式如下式:
V Y =K Y V R1 f ,
其中V R1 为频率/电压转换电路3的基准电压(一般取1-10V稳定的直流电压数值),K Y 为频率/电压转换电路3的比例系数(取值范围为:),f为输入被测线路电压的频率;
第三步、V X 、V Y 接入第一个模拟乘法电路4,其输出是由频率/电压转换电路3的输出V Y 乘以积分电路2的输出电压V X 再除以第一个模拟乘法电路4的基准电压V R2 (一般取1-10V稳定的直流电压数值)计算后得到,其计算公式见下式:
V Z =V X V Y /V R2 ,
其中V R2 为第一个模拟乘法电路4的基准电压(一般取1-10V稳定的直流电压数值),V Y 为频率/电压转换电路3的输出,V X 为积分电路2的输出电压,计算出模拟乘法电路4的输出电压V Z, 其计算公式见下式:
V
Z
= V
IN
×K
X
K
Y
V
R1
R/2πCV
R2 ,
可以看出V Z 是一个与输入电压V IN 成比例,与频率无关的电压。
2.第四步、将输入的电流信号IIN经电流电压转换电路1,转换输出成电压信号;
第五步、用第二个模拟乘法电路5将第一个模拟乘法电路4的输出信号VZ与经过电流电压转换电路1的积分后的输出电压信号相乘,完成单相无功功率计算。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310550745.0A CN103575976B (zh) | 2013-11-09 | 2013-11-09 | 一种纯90度移相式无功功率测量方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310550745.0A CN103575976B (zh) | 2013-11-09 | 2013-11-09 | 一种纯90度移相式无功功率测量方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103575976A true CN103575976A (zh) | 2014-02-12 |
CN103575976B CN103575976B (zh) | 2016-04-27 |
Family
ID=50048183
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201310550745.0A Active CN103575976B (zh) | 2013-11-09 | 2013-11-09 | 一种纯90度移相式无功功率测量方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103575976B (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104122438A (zh) * | 2014-08-20 | 2014-10-29 | 高玉琴 | 一种无功功率测量电路 |
CN105203837A (zh) * | 2015-09-23 | 2015-12-30 | 威胜集团有限公司 | 无功功率测量方法 |
CN105929224A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-09-07 | 深圳深宝电器仪表有限公司 | 一种获取功率有效值的方法和系统 |
CN113050016A (zh) * | 2021-06-01 | 2021-06-29 | 中国测试技术研究院电子研究所 | 一种四端法补偿电容模拟器 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56108967A (en) * | 1980-02-02 | 1981-08-28 | Nissin Electric Co Ltd | Reactive power detector |
JPS606877A (ja) * | 1983-02-26 | 1985-01-14 | Ohkura Electric Co Ltd | 無効電力の検出方法及び装置 |
JPH02281152A (ja) * | 1989-04-24 | 1990-11-16 | Mitsubishi Electric Corp | 無効電力トランスデューサ |
CN2611909Y (zh) * | 2002-11-28 | 2004-04-14 | 上海贝岭股份有限公司 | 基于数字积分实现移相的无功功率测量电路 |
CN1265202C (zh) * | 1999-03-05 | 2006-07-19 | 株式会社东芝 | 功率运算系统以及无功功率运算器 |
CN102171577A (zh) * | 2008-10-03 | 2011-08-31 | 美国亚德诺半导体公司 | 用于测量无功功率的系统和方法 |
-
2013
- 2013-11-09 CN CN201310550745.0A patent/CN103575976B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56108967A (en) * | 1980-02-02 | 1981-08-28 | Nissin Electric Co Ltd | Reactive power detector |
JPS606877A (ja) * | 1983-02-26 | 1985-01-14 | Ohkura Electric Co Ltd | 無効電力の検出方法及び装置 |
JPH02281152A (ja) * | 1989-04-24 | 1990-11-16 | Mitsubishi Electric Corp | 無効電力トランスデューサ |
CN1265202C (zh) * | 1999-03-05 | 2006-07-19 | 株式会社东芝 | 功率运算系统以及无功功率运算器 |
CN2611909Y (zh) * | 2002-11-28 | 2004-04-14 | 上海贝岭股份有限公司 | 基于数字积分实现移相的无功功率测量电路 |
CN102171577A (zh) * | 2008-10-03 | 2011-08-31 | 美国亚德诺半导体公司 | 用于测量无功功率的系统和方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
庞浩等: "基于2对Hilbert移相滤波器的无功功率测量方法", 《电力系统自动化》 * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104122438A (zh) * | 2014-08-20 | 2014-10-29 | 高玉琴 | 一种无功功率测量电路 |
CN104122438B (zh) * | 2014-08-20 | 2016-08-03 | 高玉琴 | 一种无功功率测量电路 |
CN105203837A (zh) * | 2015-09-23 | 2015-12-30 | 威胜集团有限公司 | 无功功率测量方法 |
CN105203837B (zh) * | 2015-09-23 | 2017-12-01 | 威胜集团有限公司 | 无功功率测量方法 |
CN105929224A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-09-07 | 深圳深宝电器仪表有限公司 | 一种获取功率有效值的方法和系统 |
CN113050016A (zh) * | 2021-06-01 | 2021-06-29 | 中国测试技术研究院电子研究所 | 一种四端法补偿电容模拟器 |
CN113050016B (zh) * | 2021-06-01 | 2021-08-27 | 中国测试技术研究院电子研究所 | 一种四端法补偿电容模拟器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103575976B (zh) | 2016-04-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105306056A (zh) | 一种电流频率转换电路的标度因数温度补偿方法 | |
CN105203983A (zh) | 基于混合采样的柔性交直流电子式互感器校验装置 | |
CN103575976A (zh) | 一种纯90度移相式无功功率测量方法 | |
CN203606434U (zh) | 阻抗测量电路 | |
CN102628892A (zh) | 在线计算失压退补电量的方法及电能表 | |
CN103018703A (zh) | 一种用于精密交流电流测量的电流/电压变换的溯源方法 | |
CN203658453U (zh) | 一种具备无线同步通信功能的无线二次压降及负荷测试仪 | |
CN114035142A (zh) | 基于分段拉格朗日插值的电能表误差补偿方法及系统 | |
CN101738593A (zh) | 一种标准电能表及其采样信号的修正方法 | |
CN103575975A (zh) | 一种纯90度移相式无功功率测量电路 | |
CN102520384A (zh) | 数字输出电子式互感器转换延时的测试方法 | |
CN109406877B (zh) | 电容式电压互感器谐波传递系数的测量方法及装置 | |
CN102928778B (zh) | 一种核电站三相电动机启动综合特性测试系统 | |
CN104076226A (zh) | 基于电压差值和电流差值测量变压器能效的装置及方法 | |
CN110120655B (zh) | 一种用于变频器后端电流通道的频率跟踪系统及方法 | |
CN104345218A (zh) | 三相电抗器电抗值测量系统及方法 | |
Bucci et al. | Development of a low cost power meter based on a digital signal controller | |
CN203554443U (zh) | 基于全数字化技术实现的电能采集零压降光纤传输装置 | |
CN106405465A (zh) | 一种电压互感器测量误差校验方法 | |
CN103487745A (zh) | 一种变换放大器自动化测试电路及测试方法 | |
CN109782057B (zh) | 变频家电单相电源输入有功功率测量电路及方法 | |
CN103713185B (zh) | 交流变频电机的机端电压测量装置 | |
CN202189089U (zh) | 电压互感器二次回路电压损失量测试装置 | |
CN203894346U (zh) | 一种电缆工频参数测试装置 | |
CN204166121U (zh) | 基于卫星导航系统的电能表现场校准系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |