KR0128144Y1

KR0128144Y1 - Null power meter for power supply complex apparatus

Info

Publication number: KR0128144Y1
Application number: KR2019930004731U
Authority: KR
Inventors: 양문석
Original assignee: 유채준; 대한전선주식회사
Priority date: 1993-03-29
Filing date: 1993-03-29
Publication date: 1999-03-20
Also published as: KR940023204U

Abstract

본 고안은 전력수습용 복합계기의 무효전력량계에 있어서, 계기용 변압기에 의해 검출한 전압치의 위상을 π/2만큼 움직인 후 펄스폭 듀티사이클로 변환하고, 변류기에 의해 검출한 전류치를 전압치로 변환하여 상기 펄스폭 듀티사이클에 따라 시분할 승산한 다음 순시전력에 비례하는 전압으로 변환하고, 여기에 입력신호의 주파수에 비례한 전압을 승산하면서 보정하여 무효전력에 비례한 주파수출력을 얻도록 한 것이다.According to the present invention, in the reactive power meter of a power acquisition complex meter, the phase of the voltage value detected by the instrument transformer is shifted by π / 2, converted into a pulse width duty cycle, and the current value detected by the current transformer is converted into a voltage value. Time division multiplication is performed according to the pulse width duty cycle, and then converted to a voltage proportional to the instantaneous power, and corrected while multiplying the voltage proportional to the frequency of the input signal to obtain a frequency output proportional to the reactive power.

Description

Reactive power meter of multi-function meter

제1도는 본 고안의 전체적인 구성을 나타낸 블럭도.1 is a block diagram showing the overall configuration of the present invention.

제2도는 본 고안의 이상기의 회로도.2 is a circuit diagram of an ideal phase of the present invention.

제3도는 본 고안의 주파수-전압 변환부의 회로도.3 is a circuit diagram of a frequency-voltage converter of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명* Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1 : 이상기 2, 7 : 펄스폭 변조부1: Phase Shifter 2, 7: Pulse Width Modulator

3 : 전류-전압 변환부 4, 8 : 승산기3: current-voltage converter 4, 8: multiplier

5, 9 : 저역통과 필터 6 : 주파수-전압 변환부5, 9: low pass filter 6: frequency-voltage converter

10 : 아날로그 스위치 11 : 적분기10: analog switch 11: integrator

12 : 전압-주파수 변환부12: voltage-frequency converter

본 고안은 전력 수급용 복합계기의 무효전력량계에 관한 것으로, 특히 역률의 측정을 위한 무효 전력량을 간단한 구조에 의해 정확히 측정하도록 한 전력수급용 복합계기의 무효전력량계에 관한 것이다.The present invention relates to a reactive power meter of a power supply and demand composite meter, and more particularly, to a reactive power meter of a power supply and demand composite meter to accurately measure the reactive power for measuring power factor by a simple structure.

일반적으로 무효전력이라하면 피상전력중에서 실제로 일을하지 않는 전력을 말하는 것으로서 무효전력량은 교류전압의 실효값(V)과 교류전류의 실효값(I) 및 sinθ(θ=역률값)의 곱으로 구한다는 것은 이미 잘알려진 사실이다.In general, reactive power refers to power that does not actually work among apparent power, and the amount of reactive power is obtained by multiplying the effective voltage (V) of the AC voltage by the effective value (I) of the AC current and sinθ (θ = power factor value). It is a well known fact.

그리고 상기의 무효 전력량은 교류전압의 실효값(V)과 교류전류의 실효값(I) 및 cosθ의공급으로 구해지는 유효 전력량에 비해 π/2의 위상차이임을 알 수 있다.In addition, it can be seen that the reactive power amount is a phase difference of π / 2 with respect to the effective power amount obtained by supplying the effective value V of the AC voltage, the effective value I of the AC current, and cosθ.

즉, In other words,

그러나 종래의 전자식 무효전력량계는 정밀한 값을 구하기 위하여 구성이 복잡하여지거나, 간단한 구성으로 조립할 경우에는 그처리속도가 늦어지게 되는 단점이 있었다.However, the conventional electronic reactive power meter has a disadvantage in that the configuration becomes complicated to obtain accurate values, or the processing speed is slowed when assembled in a simple configuration.

이에따라 본 고안은 간단한 구조에 의해 정확한 무효전력량을 얻도록한 전력 수급용 복합계기의 무효전력량계를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a reactive power meter of a multi-supply power supply system to obtain an accurate amount of reactive power by a simple structure.

이를 위하여 본 고안은 계기용 변압기에 의해 검출한 전압치의 위상을 π/2만큼 움직인 후 펄스폭 듀티 사이클로 변환하고, 변류기에 의해 검출한 전류치를 전압치로 변환하여 상기 펄스폭 듀티 사이클에 따라 시분할 승산한 다음 순시전력에 비례하는 전압으로 변환하고, 여기에 입력신호의 주파수에 비례한 전압을 승산하면서 보정하여 무효전력에 비례한 주파수 출력을 얻도록 한 것이다.To this end, the present invention shifts the phase of the voltage value detected by the instrument transformer by π / 2, converts it into a pulse width duty cycle, and converts the current value detected by the current transformer into a voltage value to time division multiplication according to the pulse width duty cycle. Then, the voltage is converted into a voltage proportional to the instantaneous power, and multiplied by a voltage proportional to the frequency of the input signal to be corrected to obtain a frequency output proportional to the reactive power.

이한 본 고안을 첨부 도면에 의거 상세히 기술하여 보면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

계기용 변압기(PT: Protential Transformer)에 의해 검출한 부하 전압에 비례하는 신호(전압치)의 위상을 π/2 만큼 이동시키는 적분회로인 이상기(Phase Shifter)(1)와, 상기 이상기(1)에 의해 위상이 움직인 전압을 펄스폭을 변조시켜 펄스폭 듀티사이클(duty cycle)로 변환 출력하는 제1펄스폭 변조부(pulse Width Modulator)(2)와, 변류기(CT:Current Transformer)에 의해 검출된 소비전류에 비례하는 신호(전류치)를 전압값으로 바꾸는 전류-전압 변환부(3)와, 상기 전류-전압 변환부(3)로 부터 입력되는 전압을 상기 펄스폭 변조부(2)로 부터의 펄스폭 듀티 사이클로 의해 아날로그 스위치를 선택적으로 온.오프 한 값에 따라 시분할 승산을 행하는 제1승산기(4)와, 상기 제1승산기(4)로 부터의 출력에 대해 소정대역 미만의 값만 선택출력하는 제1저역통과필터(Low Pass Filter)(5)와, 상기 계기용 변압기(PT)로 부터 주파수를 입력받아 입력주파수에 비례하는 전압을 출력하는 주파수-전압 변환부(6)와, 상기 주파수-전압 변환부(6)로 부터의 전압을 펄스폭 변조시켜 펄스폭 듀티사이클로 변환 출력하는 제2펄스폭 변조부(7)와, 상기 저역통과 필터(5)로 부터 출력되는 낮은 전압값을 상기 제2펄스폭 변조부(7)로 부터의 펄스폭 듀티 사이클에 의해 아날로그 스위치를 선택적으로 온.오프 한 값에 따라 시분할 승산을 행하여 순서전력에 비례하는 전압값으로 변환 출력하는 제2승산기(8)와, 상기 제2승산기(8)로부터의 출력에 대해 소정대역 미만의 값만 선택 출력하는 제2저역 통과 필터(9)와, 상기 제2저역 통과 필터(9)를 통과한 전압의 양측을 어느 하나씩 선택 출력하는 아날로그 스위치(10)와, 상기 아날로그 스위치(10)를 경유한 전압을 톱니파형의 신호로 바꾸는 적분기(11)와, 상기 적분기(11)로 부터 톱니파형의 신호를 입력받아 반전과 정전을 반복하면서 무효전력에 비례한 주파수(fo)를 출력하는 전압-주파수 변환부(12)들로 구성한 것이다.Phase shifter (1), which is an integrated circuit for shifting the phase of a signal (voltage value) proportional to the load voltage detected by a PT (Protential Transformer) by π / 2, and the phase shifter (1) A pulse width modulator 2 for converting a voltage shifted in phase by a pulse width into a pulse width duty cycle, and a current transformer. A current-voltage converter 3 for converting a signal (current value) proportional to the detected current consumption into a voltage value, and a voltage input from the current-voltage converter 3 to the pulse width modulator 2; Selects the first multiplier 4 which performs time division multiplication according to the value of selectively turning on or off the analog switch by the pulse width duty cycle from and the value less than a predetermined band for the output from the first multiplier 4 A first low pass filter 5 outputting the instrument A frequency-voltage converter 6 that receives a frequency from the transformer PT and outputs a voltage proportional to the input frequency, and pulse-width modulates the voltage from the frequency-voltage converter 6. The second pulse width modulator 7 converting and outputting the duty cycle, and the low voltage value outputted from the low pass filter 5 by the pulse width duty cycle from the second pulse width modulator 7, are output. A second multiplier 8 which performs time division multiplication according to the value of the analog switch selectively turned on and off, and converts the voltage into a voltage value proportional to the order power; and less than a predetermined band with respect to the output from the second multiplier 8 A second low pass filter 9 for selecting and outputting a value of?, An analog switch 10 for selectively outputting both sides of the voltage passing through the second low pass filter 9, and the analog switch 10 Sawtooth waveform signal To the integrator 11 for switching to the voltage-frequency converter 12 for receiving a sawtooth waveform signal from the integrator 11 and repeating inversion and power failure and outputting a frequency in proportion to the reactive power. It is made up.

이와 같이 구성한 본 고안의 전력 수급용 복합 계기의 무효전력량계는 계기용 변압기(Pt)에서 부하 전압에 비례한 전압치의 신호를 검출하여 제2도에 도시한 것과 같은 이상기(1)에서 그 위상을 바꾼다.The reactive power meter of the power supply-complex instrument of the present invention configured as described above detects a signal having a voltage value proportional to the load voltage in the instrument transformer Pt and changes its phase in the ideal phase 1 as shown in FIG. .

즉 계기용 변압기(PT)에서 검출한 전압(ev)이 저항(R1)을 거쳐 반전 입력단으로 입력되는 적분기인 연산증폭기(OP1)의 출력단에서는 콘덴서(C1)를 거쳐 반전 입력단으로 부귀환하는 동시에 분할 저항(R2)(R3)및 콘덴서(C2)를 거쳐 두 입력단에 공통으로 귀환 연결함으로써 저항(R1)및 콘덴서(C1)에 의해 결정되는 시정수에 의한 입력파형을 적분한다.That is, at the output terminal of the operational amplifier OP1, which is an integrator in which the voltage ev detected by the instrument transformer PT is input to the inverting input terminal through the resistor R1, it is negatively fed back to the inverting input terminal via the capacitor C1 and divided. The input waveform is determined by the time constant determined by the resistor R1 and the capacitor C1 by feedback feedback to the two input terminals in common through the resistors R2 and R3 and the capacitor C2.

의 식에서 나타난 바와 같이 주파수(w)의 영향을 받는 상태에서 위상이 π/2 움직였음을 알 수 있다. 그리고 저항(R2),(R3)및 콘덴서(C2)에 의해 오프세트(off set)가 정확히 이루어지도록 한다.As can be seen from the equation, it can be seen that the phase moved π / 2 under the influence of the frequency (w). The resistors R2, R3 and the capacitor C2 are used to make an offset accurately.

그리고 상기의 이상기(1)에 의해 π/2만큼 위상이 이동된 출력은 펄스폭 변조부(2)에 의해 펄스폭 듀티 사이클로 변환 출력된 후 변류기(CT)에서 검출된 전류치가 전류-전압 변환부(3)에 의해 변환된 전압에 대해 승산기(4)에서 아날로그 스위치를 온.오프 시키면서 시분할 승산을 한다.The phase shifted by π / 2 by the phase shifter 1 is converted into a pulse width duty cycle by the pulse width modulator 2, and then the current value detected by the current transformer CT is converted into a current-voltage converter. Time division multiplication is performed while the analog switch is turned on and off in the multiplier 4 with respect to the voltage converted by (3).

이 출력은 제1저역통과 필터(5)를 경유하면서 소정치 미만의 값만 선택 출력 되도록 한다.This output allows only a value less than a predetermined value to be outputted via the first low pass filter 5.

한편, 상기 계기용 변류기(PT)로 부터의 주파수는 주파수 전압 변환부(6)의 비교기(A1)의 비반전 입력단으로 인가되도록 하여 반전입력단이 접지된 상기 비교기(A1)의 출력단에서는 교류신호의 양의 주기 동안만 H가 D플립플롭(A2)의 클럭단(CK)으로 인가된다.On the other hand, the frequency from the current transformer (PT) for the instrument is applied to the non-inverting input terminal of the comparator (A1) of the frequency voltage converter 6 so that the output terminal of the comparator (A1) of the inverting input terminal is grounded AC signal Only during a positive period H is applied to the clock stage CK of the D flip-flop A2.

입력단(D)으로 외부로 부터 H가 인가되는 상기 D 플립플롭(A2)의 출력단(Q)에서는 카운터(A3)의 크리어 단자(CL)에 연결하면서 크리스탈 발진기(X-tal)로 부터입력 교류파형에 대해 충분히 큰 주파수를 가진 클럭이 클럭단(CK)으로 입력되는 상기 카운터(A3)에서는 입력 주파수를 분주한 후 출력단(Q)을 통해 상기 D플립플롭(A2)의 크리어단자(CL)로 출력함으로써 D플립플롭(A2)의 리세트상태에서 출력단(Q)의 출력을 출력함으로써 D플립플롭(A2)의 리세트 상태에서 출력단(Q)의 출력을 강하시키고 이때에는 D플립플롭(A2)의 출력단(A2)의 출력이 상기 카운터(A3)를 리세트시켜 다시 카운트 하게 된다.In the output terminal Q of the D flip-flop A2, to which an external H is applied to the input terminal D, the input AC waveform from the crystal oscillator X-tal is connected to the cree terminal CL of the counter A3. In the counter A3 in which a clock having a sufficiently large frequency is input to the clock terminal CK, the input frequency is divided and then output to the cree terminal CL of the D flip-flop A2 through the output terminal Q. Thereby outputting the output of the output terminal Q in the reset state of the D flip-flop A2, thereby lowering the output of the output terminal Q in the reset state of the D flip-flop A2. The output of the output terminal A2 resets the counter A3 to count again.

그러므로 상기의 주파수-전압 변환부(6)로 부터 출력되는 주파수(W)에 비례하는 전압은 제2펄스폭 변조부(7)로 입력되어 펄스폭 듀티 사이클로 변환 출력되고, 이는 상기 제1저역통과필터(5)를 경유한 전압이 입력되는 제2승산기(8)에서 아날로그 스위치를 온.오프시키면서 시분할 승산을 행하므로 주파수의 영향을 덜받는 주파수(w)에 비례하는 전압으로 저역통과필터(9)를 통과한다.Therefore, a voltage proportional to the frequency W output from the frequency-voltage converter 6 is input to the second pulse width modulator 7 to be converted and output in a pulse width duty cycle, which is the first low pass. Since the time division multiplication is performed while the analog switch is turned on and off in the second multiplier 8 to which the voltage via the filter 5 is input, the low pass filter 9 is a voltage proportional to the frequency w which is less affected by the frequency. Pass).

상기의 전압은 아날로그 스위치(w)를 경유하여 적분기(11)로 입력되어 톱니파형의 신호로 바뀐후 전압-주파수 변환부(12)에서 정전과 반전을 반복하면서 무효전력에 비례한 주파수(80)를 출력한다.The voltage is input to the integrator 11 via the analog switch w to be converted into a sawtooth signal, and then the voltage-frequency converter 12 repeats power failure and inversion while being proportional to the reactive power. Outputs

따라서 본 고안의 전력 수급용 복합계기의 무효 전력량계에 의하여서는 계기용 변압기(PT)에 의해 검출된 전압치의 위상을 π/2바꾸어 무효전력의 전압을 구하고 순시전력에 비례한 전압으로 바꾼후 다시 주파수에 비례한 전압으로 변화시킴으로써 간단한 구조에서 정확한 역률 측정용 무효전력량을 검출하도록 무효전력에 비례한 주파수를 구하는 것임을 알수 있다.Therefore, in the reactive power meter of the power supply-demand composite meter of the present invention, the phase of the voltage value detected by the instrument transformer (PT) is changed by π / 2 to find the voltage of the reactive power, change the voltage to the voltage proportional to the instantaneous power, and then change the frequency. It can be seen that the frequency proportional to the reactive power is obtained to detect the reactive power amount for accurate power factor measurement by changing the voltage proportional to.

Claims

The first pulse width modulator 2 converts the voltage detected by the instrument transformer PT into a pulse width duty cycle, and the current value detected by the current transformer CT passes through the current-voltage converter 3. The divided voltage value is multiplied by the pulse width duty cycle in the first multiplier 4 to convert the voltage from the instrument transformer PT into the pulse width duty cycle in the second pulse width modulator 7. And multiply the voltage passing through the first low pass filter 5 in the first multiplier 4 to the pulse width duty cycle in the second multiplier 8, and the second multiplier ( 8) through the second low pass filter 9 and outputs the voltage input via the analog switch 10 as a sawtooth signal from the integrator 11 to the reactive power in the voltage-frequency converter 12 Power supply multifunction printer with output of proportional frequency (fo) In the reactive power amount of, the voltage detected by the instrument transformer PT is input to the inverting input terminal of the operational amplifier OP1 of the abnormal part 1 via the resistor R1 and negative feedback via the capacitor C1. At the output terminal of the operational amplifier OP1 fed back through the resistors R2 and R3 and the capacitor C2, the voltage is output to the first pulse width modulator 2 by a voltage shifted by π / 2. The output of the comparator A1 of the frequency-voltage converter 6, in which the frequency from the instrument transformer PT is input, is input to the clock terminal of the D flip-flop A2, so that the crystal at the output terminal Q thereof. A voltage proportional to the frequency is output to the second pulse width modulator 7 by connecting to a counter A3 which resets the D flip-flop A2 to a value divided by the clock of the oscillator X-tal. Reactive power meter of a power supply and a combined instrument.