CS239283B1

CS239283B1 - Power Factor Measurement Device

Info

Publication number: CS239283B1
Application number: CS836132A
Authority: CS
Inventors: Rudolf Tesar; Vaclav Skala; Karel Zdrahal
Original assignee: Rudolf Tesar; Vaclav Skala; Karel Zdrahal
Priority date: 1983-08-23
Filing date: 1983-08-23
Publication date: 1986-01-16
Also published as: CS613283A1

Abstract

Zařízení pro měření účiníku, jehož vstupy jsou tvořeny napěťovým a proudovým transformátorem. Proudový transformátor je vstupem proudového pulsního obvodu a napěťový transformátor je vstupem napěťového pulsního obvodu. Pulsní výstupy obou pulsních obvodů vstupují do jednoho součinového obvodu a negované pulsní výstupy obou pulsních obvodů vstupují .do druhého součinového obvodu. Výstupy obou součinových obvodů vstupují do součtového obvodu, na jehož výstup je připojen měřič napětí.A device for measuring power factor, the inputs of which are formed by a voltage and a current transformer. The current transformer is the input of a current pulse circuit and the voltage transformer is the input of a voltage pulse circuit. The pulse outputs of both pulse circuits enter one product circuit and the negated pulse outputs of both pulse circuits enter the second product circuit. The outputs of both product circuits enter a summation circuit, to the output of which a voltage meter is connected.

Description

(54) Zařízení pro měření účiníku(54) Power Factor Measurement Equipment

Zařízení pro měření účiníku, jehož vstupy jsou tvořeny napěťovým a proudovým transformátorem. Proudový transformátor je vstupem proudového pulsního obvodu a napěťový transformátor je vstupem napěťového pulsního obvodu. Pulsní výstupy obou pulsních obvodů vstupují do jednoho součinového obvodu a negované pulsní výstupy obou pulsních obvodů vstupují .do druhého součinového obvodu. Výstupy obou součinových obvodů vstupují do součtového obvodu, na jehož výstup je připojen měřič napětí.Power factor measuring device, the inputs of which are a voltage and current transformer. The current transformer is the input of the current pulse circuit and the voltage transformer is the input of the voltage pulse circuit. The pulse outputs of both pulse circuits enter one product circuit and the negated pulse outputs of both pulse circuits enter the other product circuit. The outputs of both product circuits enter the summation circuit to which the voltage meter is connected.

Vynález řeší zařízení pro měření účiníku, jehož vstupy jsou tvořeny napěťovým a proudovým transformátorem.The invention solves a power factor measuring device, the inputs of which are voltage and current transformers.

Doposud známé zařízení pro měření účiníku je tvořeno zpravidla ručičkovým přístrojem, jehož podstatou je pár vzájemně otočných cívek. Závislost elektrického obvodu na mechanickém prvku, kterým jsou hodinářská ložiska, činí takto řešený přístroj nepřesným v důsledku závislosti na provedení ložisek a jejich citlivosti na vnější vlivy, jako otřesy a jejich mazání.The power factor measuring device known hitherto consists of a needle-type device whose essence is a pair of mutually rotatable coils. The dependence of the electric circuit on the mechanical element, which is watchmaking bearings, makes this device inaccurate due to the dependence of bearings design and their sensitivity to external influences such as vibrations and their lubrication.

V jiném případě se k měření používá vzájemného zapojení několika ampérmetrů, např. v Aronově zapojení. Použití několika přístrojů nejen zvyšuje celkovou chybu danou sumou chyb jednotlivých přístrojů, ale je značně závislé na lidském činiteli a znalosti chybovosti tohoto zapojení při různých cos Ψ.In another case, several ammeters are used for the measurement, eg in the Aaron connection. The use of several devices not only increases the overall error given by the sum of the errors of the individual devices, but is highly dependent on the human factor and the knowledge of the error rate of this circuit at different cos Ψ.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zařízení podle vynálezu pro měření účiníku, jehož vstupy jsou tvořeny napěťovým a proudovým transformátorem. Proudový transformátor je vstupem proudového pulsního obvodu a napěťový transformátor je vstupem napěťového pulsního obvodu.The aforementioned drawbacks are overcome by the power factor measuring device according to the invention, the inputs of which are a voltage and current transformer. The current transformer is the input of the current pulse circuit and the voltage transformer is the input of the voltage pulse circuit.

První výstup proudového pulsního obvodu spolu s prvním výstupem napěťového pulsního obvodu vstupují do prvého součinového obvodu. Druhý výstup proudového pulsního obvodu spolu s druhým výstupem napěťového pulsního obvodu vstupují do druhého součinového obvodu.The first output of the current pulse circuit together with the first output of the voltage pulse circuit enter the first product circuit. The second output of the current pulse circuit together with the second output of the voltage pulse circuit enter the second product circuit.

Výstupy prvého a druhého součinového obvodu vstupují do součtového obvodu, na jehož výstup je připojen přes potenoiometr měřič napětí. Je výhodné je-li na první výstup proudového pulsního obvodu a na první výstup napěťového pulsního obvodu paralelně k součinovým obvodům připojen klopný obvod. Výstup klopného obvodu je spojen se signalizačním prvkem.The outputs of the first and second product circuits enter a summation circuit to which a voltage meter is connected via a potenoiometer. Preferably, a flip-flop circuit is connected to the first output of the current pulse circuit and to the first output of the voltage pulse circuit. The output of the flip-flop is connected to the signaling element.

Vytvořením zařízení podle vynálezu pro měření účiníku pouze z elektrických prvků se dosáhlo vysoké provozní spolehlivosti a odolnosti vůči vnějším vlivům i lidskému činiteli.By providing a device according to the invention for measuring power factor only from electrical elements, high operational reliability and resistance to external influences and to human factors have been achieved.

Na proudovém transformátoru je to trvalá zátěž, na které se měří napětí a nehrozí tak přerušení sekundárního obvodu a proudového transformátoru.It is a permanent load on the current transformer, at which the voltage is measured and there is no risk of interruption of the secondary circuit and the current transformer.

Výstupní údaje jsou převoditelné do digitální formy k dalšímu zpracování počítačem. Přesnost zařízení je limitována pouze přesností použitého potenciomětru. U přístroje samotného lze připravit několik stupnic s různými rozsahy a tyto jsou vůči měřenému φ lineární.The output data can be converted into digital form for further processing by a computer. The accuracy of the device is limited only by the accuracy of the potentiometer used. For the instrument itself, several scales with different ranges can be prepared and these are linear to the measured φ.

Příkladné provedení zařízení podle vynálezu pro měření účiníku je schematicky znázorněno na obr. 1 a průběhy přenosu vnitřních pulsů jsou zobrazeny v diagramech při <P «ζ O na obr. 2 a v diagramech při φ > O na obr. 3.An exemplary embodiment of a power factor measuring device according to the invention is shown schematically in Fig. 1 and the internal pulse transmission patterns are shown in diagrams at <P ζ ζ in Fig. 2 and in diagrams at φ> O in Fig. 3.

Napěťový transformátor TN je vstupem napěťového pulsního obvodu QU a proudový transformátor TP je vstupem proudového pulsního obvodu QI. První výstup XI proudového pulsního obvodu QI spolu s prvním výstupem X2 napěťového pulsního obvodu QU vstupují do prvého součinového obvodu Sl.The TN voltage transformer is the input of the QU pulse circuit and the TP current transformer is the input of the QI current pulse circuit. The first output XI of the current pulse circuit Q1 together with the first output X2 of the voltage pulse circuit QU enter the first product circuit S1.

Druhý výstup X3 proudového pulsního obvodu QI spolu s druhým výstupem X4 napěťového pulsního obvodu QU vstupují do druhého součinového obvodu S2. Výstupy prvého a druhého součinového obvodu Sl, S2 vstupují do součtového obvodu S.*The second output X3 of the current pulse circuit Q1 together with the second output X4 of the voltage pulse circuit QU enter the second product circuit S2. The outputs of the first and second product circuit S1, S2 enter the summing circuit S. *

Měřič V napětí je připojen na výstup ze součtového obvodu 2 přes potenciometr RO.The voltage meter V is connected to the output of the summation circuit 2 via a potentiometer RO.

Na první výstup XI proudového pulsního obvodu QI a na první výstup X2 napěťového pulsního obvodu QU je paralelně k součinovým obvodům Sl, S2 připojen klopný obvod D.A flip-flop D is connected to the first output XI of the current pulse circuit Q1 and to the first output X2 of the voltage pulse circuit QU.

Výstup klopného obvodu D je spojen se signalizačním prvkem Z.· Napětí snímané oběma trans formátory TN, TP převádíme na pulsní napětí o konstantní hodnotě pomocí pulsních obvodů QI, QU.The output of the flip-flop D is connected to the signaling element Z. · We convert the voltage sensed by both TN, TP transformers to a constant voltage pulse using QI, QU pulse circuits.

'r'r

Oba pulsní obvody Ql, QU se liší pouze vstupním omezovačem z důvodu rozdílnosti snímaných napětí z obou transformátorů TŇ, TP. Pulsní obvody Ql, Q(J lze např. provést jako Schmidtovy klopné obvody.Both pulse circuits Q1, QU differ only by the input limiter due to the difference of sensed voltages from the two transformers TŇ, TP. Pulse circuits Q1, Q (J, for example, can be implemented as Schmidt flip-flops.

Pro přesná měření např. tvarovačem a omezovačem s operačním zesilovačem. Pulsy na pulsních výstupech XI, X2 odpovídají svou délkou délce periody vstupních napětí na transformátorech TN, TP.For accurate measurements eg with an opamp and a limiter with operational amplifier. The pulses on the pulse outputs X1, X2 correspond to the length of the input voltage period on the transformers TN, TP.

Po provedení logického součinu v prvém součinovém obvodu“ S1 dostaneme pulsní. napětí., jehož střední hodnota je úměrná velikosti fázového posunu <P . Pro dosažení větší přesnosti sečteme součin pulsů na pulsních výstupech XI, X2 provedený prvým součinovým obvodem Sl se součinem negovaných pulsů na pulsních výstupech X3, X4.After executing the logical product in the first product circuit “S1, we get a pulse. the mean value of which is proportional to the phase shift magnitude <P. To achieve greater accuracy, the product of the pulses at the pulse outputs X1, X2 made by the first product circuit S1 is added to the product of the negated pulses at the pulse outputs X3, X4.

Součet součinů pulsů z obou součinových obvodů Sl, S2 se provede v součtovém obvodu S. Je-li vzniklá střední hodnota pulsů oC - 1 pak 0. Je-li ^JC/2 pak oC ss 0. Určení, zda jde o předbíhání proudu před napětím nebo naopak, se provede signalizačním prvkem £, kterým je např. žárovka nebo LED dioda.The sum of the products of pulses from the two product circuits S1, S2 is performed in the summing circuit S. If the mean value of the pulses is oC - 1 then 0. If ^ JC / 2 then oC ss 0. voltage or vice versa, is provided by a signaling element 6, which is, for example, a bulb or an LED.

Nastavení měřiče V napětí je provedeno pomocí po.tenciometru BO. Průběhy napětí na transformátorech TN, TP se tak převedou na pravoúhlý průběh napětí a měří se jejich vzájemné posunutí v Čase.The voltage meter is set using the BO meter. The voltage waveforms of the TN, TP transformers are thus converted to a rectangular voltage waveform and their offset in time is measured.

Pokud jsou napětí a proud vůči sobě posunuty, vzniká na výstupu součtového obvodu“ £ střední hodnota pulsů, což je napětí o šířce pulsu dané fázovým posunem. Tuto šířku měříme pomocí měřiče V napětí, který měří střední hodnotu veličiny a ·When the voltage and current are offset relative to one another, the average pulse value, which is the pulse width voltage given by the phase shift, is generated at the output of the summation circuit. This width is measured using a voltage meter V, which measures the mean value of the quantity and ·

Nastavení potenciometru RO lze provést např. uzemněním třetího vstupu součtového obvodu £ a nastavením výchylky na měřiči V napětí, která odpovídá fázovému posunu <ρ-»π/2.The setting of the potentiometer RO can be made, for example, by grounding the third input of the summation circuit 6 and adjusting the deflection on the meter V of the voltage corresponding to the phase shift <ρ- »π / 2.

Zařízení podle vynálezu pro měření účiníku lze použít jak v laboratorních podmínkách, tak i k soustavnému sledování energetických soustav.The power factor measuring device according to the invention can be used both in laboratory conditions and for continuous monitoring of power systems.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A power factor measuring apparatus, the inputs of which are a voltage and current transformer, characterized in that the current transformer (TP) is the input of the current pulse circuit (Q1) and the voltage transformer (TN) is the input of the voltage pulse circuit (QU). the output (xi) of the current pulse circuit (Q1) together with the first output (X2) of the voltage pulse circuit (QU) enter the first product circuit (S1) and the second output (X3) of the current pulse circuit (Q1) together with the second output (X4) the voltage pulse circuit (QU) enters the second product circuit (S2), while the outputs of the first and second product circuit (S1, S2) enter the sum circuit (S / _f) to which it is connected via a potentiometer (RO) meter (V) Tension.

Device according to claim 1, characterized in that a flip-flop (D) is connected to the first output (XI) of the current pulse circuit (Q1) and to the first output (X2) of the voltage pulse circuit (QU), the output of which is connected to a signaling signal. element / Z /.