PL61625B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 5.1.1971 61625 KI. 21 e, 23/18 MKPG 01 r, 23/18 CZYTELNIA hUkty biorpiipilitii l Wspóltwórcy wynalazku: Witold Iwaszkiewicz, Zygmunt Kusmierek Wlasciciel patentu: Politechnika Lódzka (Katedra Miernictwa Elektrycz¬ nego), Lódz (Polska) Uklad do pomiaru stopnia odksztalcenia krzywych napiecia i pradu zmiennego Przedmiotem wynalazku jest uklad do pomiaru stopnia odksztalcenia krzywych napiecia i pradu zmiennego.Przebieg wartosci chwilowych napiec i pradów w ukladach elektroenergetycznych odbiega w mniejszym lub wiekszym stopniu od ksztaltu sinu¬ soidalnego.Wielkosc odksztalcenia krzywej napiecia czy tez pradu zmiennego przyjeto charakteryzowac przez podanie amplitud i przesuniec fazowych poszcze¬ gólnych harmonicznych, za pomoca wspólczynnika zawartosci harmonicznych bedacego stosunkiem wartosci skutecznej wyzszych harmonicznych do wartosci skutecznej badanej krzywej odksztalconej lub jej pierwszej harmonicznej, za pomoca wspól¬ czynnika ksztaltu krzywej jako stosunku wartos¬ ci skutecznej do wartosci sredniej oraz za pomoca stosunku maksymalnej bezwzglednej wartosci sumy jednoczesnych wartosci chwilowych poszczególnych wyzszych harmonicznych do amplitudy pierwszej harmonicznej badanej krzywej. Ostatni sposób jest podawany w normach krajowych jak i zagranicz¬ nych. W niniejszym opisie zamiast okreslenia „maksymalna bezwzgledna wartosc sumy jedno¬ czesnych wartosci chwilowych poszczególnych wyzszych harmonicznych" uzywa sie tez adekwat¬ nego okreslenia „wartosc szczytowa wyzszych har¬ monicznych".Stosunek maksymalnej bezwzglednej wartosci sumy jednoczesnych wartosci chwilowych poszcze- 10 15 30 gólnych wyzszych harmonicznych do amplitudy pierwszej harmonicznej badanej krzywej nazwany jest w niniejszym opisie stopniem odksztalcenia krzywej i oznaczony litera K.Wartosc stopnia odksztalcenia K wyznaczano dotychczas metoda analizy harmonicznej. Jest to postepowanie zmudne, wymagajace kilku godzin starannej pracy, kosztownej aparatury i w wy¬ niku dajace wartosc stopnia odksztalcenia K obar¬ czona znacznym uchybem.Dotychczas nie istnial zaden sposób pomiaru po¬ zwalajacy na bezposrednie wyznaczenie wartosci stopnia odksztalcenia K. Nie opracowano tez zad¬ nego ukladu, ani urzadzenia pomiarowego pozwa¬ lajacego na bezposrednie wyznaczanie dla krzy¬ wych odksztalconych wartosci ich stopnia od¬ ksztalcenia K.Dotychczas znane i stosowane uklady i urzadze¬ nia pomiarowe pozwalaja jedynie na bezposrednie wyznaczanie wartosci, tzw. wspólczynnika zawar¬ tosci harmonicznych bedacego stosunkiem wartos¬ ci skutecznej wyzszych harmonicznych do wartosci skutecznej badanej krzywej odksztalconej lub jej pierwszej harmonicznej, podczas gdy do bezpo¬ sredniego wyznaczania stosunku maksymalnej bez¬ wzglednej wartosci sumy jednoczesnych wartosci chwilowych wyzszych harmonicznych do ampli¬ tudy pierwszej harmonicznej brak jest dotychczas odpowiedniego ukladu jak tez urzadzenia pomia¬ rowego. 6162561625 3 ., ......Równiez ze wzgledu na brak zaleznosci matema¬ tycznej miedzy wspólczynnikiem' zawartosci har¬ monicznych a, stopniem odksztalcenia K zdefinio¬ wanym jak podano wyzej, nie mozna stosowac do wyznaczania wartosci K istniejacych urzadzen pomiarowych wykonanych do wyznaczania wspól¬ czynnika zawartosci harmonicznych.Celem wynalazku jest opracowanie ukladu po¬ miarowego umozliwiajacego bezposrednie wyzna¬ czanie dla krzywych odksztalconych napiecia i pradu zmiennego wartosci ich stopnia odksztal¬ cenia K zdefiniowanego w sposób wyzej podany.Zadanie techniczne wytyczone dla osiagniecia tego celu rozwiazano w ten sposób, ze uklad we¬ dlug wynalazku zbudowano z dwóch zespolów, z których pierwszy zawiera znany zestaw do wy¬ twarzania napiecia pomocniczego o regulowanej fazie i wartosci oraz czestotliwosci równej czesto¬ tliwosci napiecia badanego, polaczony z filtrem elektrycznym do tlumienia wyzszych harmonicz¬ nych napiecia pomocniczego, przy czym z filtrem polaczono potencjometr oporowy w taki sposób, ze opór calkowity potencjometru jest zalaczony do zacisków wyjsciowych filtru. Do zacisków wyjscio¬ wych potencjometru oporowego zalaczone jest na¬ piecie badane poprzez wlaczony w jeden z prze¬ wodów wskaznik kompensacji i wylacznik.Drugi zespól ukladu wedlug wynalazku sluzacy do wyznaczania stosunku wartosci szczytowej wyz¬ szych harmonicznych napiecia badanego do amplitu¬ dy pierwszej harmonicznej podlaczony jest do zacis¬ ków wyjsciowych potencjometru oporowego a za¬ wiera polaczony szeregowo potencjometr i opornik z wylacznikiem oraz ewentualnie dalsze oporniki zalezne od liczby zakresów pomiarowych, a nadto dwa kondensatory przylaczone z jednej strony do stalego zacisku potencjometru, z drugiej strony jeden z kondensatorów polaczony jest ze stykiem ruchomym potencjometru przez wylacznik i pro¬ stownik natomiast drugi z kondensatorów polaczo¬ ny jest ze wskaznikiem kompensacji przez wy¬ lacznik i prostownik, który z kolei polaczony jest szeregowo z prostownikiem przez wskaznik rów¬ nowagi i wylacznik.Przedmiot wynalazku zostanie przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy ukladu, a fig. 2 schemat polaczen w blokach A i B przedstawio¬ nych na fig. 1.Uklad wedlug wynalazku zlozony z dwóch ze¬ spolów, z których pierwszy zawiera zestaw a do wytwarzania napiecia pomocniczego Up o regulo¬ wanej fazie i wartosci oraz czestotliwosci równej czestotliwosci napiecia badanego, filtr elektryczny F do tlumienia wyzszych harmonicznych napiecia pomocniczego, potencjometr Rj oraz wskaznik kompensacji WK i wylacznik w2. Drugi zespól ukladu wedlug wynalazku, sluzacy do wyznacza¬ nia stosunku wartosci szczytowej wyzszych har¬ monicznych napiecia badanego do amplitudy jego pierwszej harmonicznej, zawiera potencjometr R2 i opornik R3 i ewentualnie dalsze oporniki zalezne od liczby zakresów pomiarowych, poza tym kon¬ densatory Cj i C2, prostowniki Pr! i Pr2 oraz .. .. 4 wskaznik równowagi G, jak tez wylaczniki w2, w3, w4 i w5.Zestaw a do wytwarzania napiecia pomocnicze¬ go Up o regulowanej wartosci i fazie oraz o tej samej czestotliwosci co pierwsza harmoniczna ba¬ danej krzywej okresowej jest urzadzeniem trójfa¬ zowym lub jednofazowym, zawierajacym do regu¬ lacji fazy napiecia pomocniczego przesuwnik fa¬ zowy lub uklad mostkowy, lub uklad Hummela i do wstepnej regulacji wartosci napiecia pomoc¬ niczego transformator o zmiennej przekladni oraz w przypadku, gdy krzywa badana nie jest wytwo¬ rzona przez napiecie obwodu zawierajacego zródlo wykorzystane do otrzymania napiecia pomocnicze¬ go, dodatkowy zestaw pozwalajacy na zsynchroni¬ zowanie czestotliwosci napiecia pomocniczego z czestotliwoscia krzywej badanej.Zaciski wyjsciowe zestawu cp do wytwarzania napiecia pomocniczego Up na których wystepuje napiecie zmienne jednofazowe, sa polaczone z za¬ ciskami wejsciowymi filtru elektrycznego F. Do zacisków wyjsciowych filtru zalaczony jest po¬ tencjometr Rx w taki sposób, ze calkowita rezy¬ stancja jest podlaczona do tych zacisków, styk zas jego ruchomy do jednego z dwóch przewodów, miedzy którymi wystepuje badane napiecie Ux.Pozostaly przewód napiecia Ux jest dolaczony po¬ przez .wskaznik kompensacji WK i wylacznik Wi do dolnego zacisku potencjometru Rx.W drugim zespole potencjometr R2 i zboczniko- wany wylacznikiem w2 opornik R3 sa polaczone ze soba szeregowo i zalaczone do styku ruchomego potencjometru Rx i jego zacisku dolnego. Z kolei do styku ruchomego potencjometru R2 i jego dol¬ nego zacisku zalaczony jest kondensator C2 przez wylacznik w3 i prostownik Pr2. Równolegle do kondensatora C2 zalaczony jest kondensator Ci przez wylacznik w4 i wskaznik równowagi G.Do przewodu laczacego wskaznik równowagi G i kondensator Ci dolaczony jest jeden zacisk pro¬ stownika Pr1? drugi zas jego zacisk dolaczony jest do zacisku wylacznika w5, którego z kolei pozosta¬ ly zacisk dolaczony jest do tak wybranego zacisku wskaznika kompensacji WK, aby w wyniku tego polaczenia okazaly sie wlaczone równolegle do kondensatora C! polaczone z soba szeregowo pro¬ stownik Pr1? wylacznik w5, wskaznik kompensacji WK i wylacznik wx.Prostowniki Prx i Pr2 musza byc wlaczone o ta¬ kich kierunkach prostowania, aby na skutek la¬ dowania powstajace na kondensatorach Cx i C2 na¬ piecia byly skierowane przeciwko sobie.Przystepujac do pomiaru nalezy dostosowac za pomoca wylacznika w2 zakres pomiarowy urzadze¬ nia do spodziewanej dla badanej krzywej wartos¬ ci stopnia odksztalcenia K. Przy zamknietym wy¬ laczniku w2 otrzymuje sie wiekszy, zas przy otwartym mniejszy zakres pomiarowy.Aby dokonac pierwszej czesci pomiaru nalezy uzyskac za pomoca zestawu q i filtru F sinusoi¬ dalne napiecie pomocnicze o odpowiedniej dla napiecia badanego wartosci i fazie oraz o tej sa¬ mej czestotliwosci, a nastepnie ustawic styk ru¬ chomy potencjometru Rj w takim polozeniu, aby spadek napiecia na Rx byl mozliwie zblizony do 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6061625 5 oczekiwanej wartosci pierwszej harmonicznej na¬ piecia badanego. Jezeli zastosowac jako wskaznik kompensacji WK galwanometr wibracyjny, to na¬ lezy tak wyregulowac czestotliwosc drgan jego organu ruchomego, aby wskazywal najwieksza czu¬ losc przy czestotliwosci podstawowej harmonicznej badanej krzywej.Po przylozeniu do ukladu, przy otwartych wy¬ lacznikach w3, w4 i w5, napiecia badanego Ux na¬ lezy zamknac wylacznik wx i skompensowac pod¬ stawowa harmoniczna napiecia badanego, regulu¬ jac faze napiecia pomocniczego oraz stykiem ru¬ chomym potencjometru Ri jego wartosc kompen¬ sujaca napiecie pierwszej harmonicznej.Oznaka skompensowania jest najmniejsze od¬ chylenie wskaznika kompensacji WK. Po skom^ pensowaniu pierwszej harmonicznej, nie zmienia¬ jac wartosci zadnej z wielkosci wyregulowanych w pierwszej czesci pomiaru, przystepuje sie do czesci drugiej majacej za zadanie wyznaczenie stosunku wartosci szczytowej wyzszych harmonicz¬ nych do amplitudy pierwszej harmonicznej. W tym celu nalezy przez zamkniecie wylacznika w5 na¬ ladowac przy otwartym wylaczniku Wi kondensa¬ tor Cj do napiecia o wartosci szczytowej wyzszych harmonicznych, nastepnie ustawic styk ruchomy potencjometru R2 w takim polozeniu, aby uzy¬ skac na potencjometrze R2 napiecie o wartosci maksymalnej mozliwie zblizonej do wartosci na¬ piecia wystepujacego na kondensatorze Cx i na¬ stepnie zamknac wylacznik w3 celem naladowania kondensatora C2.Gdy napiecie na kondensatorze C2 bedzie równe napieciu na kondensatorze Clf wówczas wskaznik równowagi G po zamknieciu wylacznika w4 nie odchyli sie. Jezeli jednak po zamknieciu wylacz¬ nika w4 wskaznik równowagi G sie odchyli, za¬ tem napiecia na kondensatorach C2 i C^ sa róznej wartosci i nalezy po otwarciu wylacznika w4 po¬ nownie doregulowac styk ruchomy potencjometru R2 dazac do uzyskania na kondensatorze C2 na¬ piecia równego napieciu na kondensatorze C^ Po osiagnieciu równowagi napiec na obu kon¬ densatorach Cx i C2, stwierdzonej brakiem odchy¬ lenia wskaznika równowagi G, pozostaje odczy¬ tac na podzialce potencjometru R2, uwzgledniajac mnoznik zakresu pomiarowego, liczbe odpowiada¬ jaca uzyskanemu przy równowadze napiec polo¬ zeniu jego styku ruchomego. Liczba ta jest war¬ toscia stopnia odksztalcenia K badanej krzywej.Jako wskaznik kompensacji WK, w ukladzie wedlug wynalazku, stosuje sie galwanometr wi¬ bracyjny albo przyrzad wartosci skutecznej na¬ piecia albo tez przyrzad wartosci sredniej napie- 6 Jako wskaznik równowagi G stosuje sie kazdy przyrzad reagujacy odchyleniem organu rucho¬ mego na róznice potencjalów wystepujaca na jego zaciskach pod wplywem róznicy napiec, do któ¬ rych zostaly naladowane kondensatory Cx i C2, a w szczególnosci przyrzad typu magnetoelektrycz- nego. PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Uklad do pomiaru stopnia odksztalcenia krzywych napiecia i pradu zmiennego, znamienny tym, ze zlozony jest z dwóch zespolów, z których pierwszy zawiera znany zestaw ( nia napiecia pomocniczego (Up) o regulowanej fa¬ zie i wartosci oraz czestotliwosci, równej czesto¬ tliwosci napiecia badanego, polaczony z elektrycz¬ nym filtrem nicznych napiecia pomocniczego, przy czym z fil¬ trem (F) polaczony jest potencjometr oporowy (Rj) w taki sposób, ze opór calkowity potencjo¬ metru oporowego (Rx) jest zalaczony do zacisków wyjsciowych filtru (F), zas do zacisków wyjscio¬ wych potencjometru oporowego (R^ zalaczone jest napiecie badane przez wlaczony w jeden z prze¬ wodów wskaznik kompensacji (WK) i wylacznik (wj), natomiast drugi zespól ukladu, sluzacy do wyznaczania stosunku wartosci szczytowej wyz¬ szych harmonicznych napiecia badanego do ampli¬ tudy pierwszej harmonicznej, podlaczony jest do zacisków wyjsciowych oporowego potencjometru. (Rj), przy czym zawiera on polaczony szeregowo potencjometr (R2) i opornik (R3) z wylacznikiem oraz ewentualnie dalsze oporniki zalezne od liczby zakresów pomiarowych, nadto zawiera dwa kon¬ densatory (Cj i C2) przylaczone z jednej strony do stalego zacisku potencjometru (R2), zas z dru¬ giej strony jeden z .kondensatorów (C2) polaczony jest ze stykiem ruchomym potencjometru (R2) przez wylacznik (w3) i prostownik (Pr2), natomiast drugi z kondensatorów (Cy polaczony jest ze wskaznikiem kompensacji (WK) przez wylacznik (w5) i prostownik (Pr!), który z kolei polaczony jest szeregowo z prostownikiem (Pr2) przez wskaz- * nik równowagi (G) i wylacznik (w4). 2. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wskaznikiem kompensacji (WK) jest galwanometr wibracyjny albo przyrzad wartosci skutecznej na¬ piecia albo przyrzad wartosci sredniej napiecia, zas wskaznikiem równowagi (G) jest dowolny przyrzad, który reaguje odchyleniem organu ru¬ chomego na róznice potencjalów wystepujaca na jego zaciskach pod wplywem róznicy napiec, do których zostaly naladowane kondensatory "(Ci i C2), a w szczególnosci przyrzad typu magneto- elektrycznego. 10 15 20 25 30 35 40 45 50KI. 21 e, 23/18 61625 MKP G 01 r, 23/13 il_ u, F iv r A » ^ ~b~1 F,-s. f «f B -» r $ _i L e uj f^ 6J4 K2 *, H c± =fcc< F.o.

2. PZG w Pab., zam. 1266-70, nakl. 230 egz. PL PL