RU12258U1

RU12258U1 - DEVICE FOR MEASURING ELECTRIC ENERGY

Info

Publication number: RU12258U1
Application number: RU99111479/20U
Authority: RU
Inventors: Б.М. Вяткин; Ю.Г. Свинолупов; Н.Н. Подкопаев
Original assignee: Открытое акционерное общество "Манотомь"
Priority date: 1999-06-08
Filing date: 1999-06-08
Publication date: 1999-12-16

Abstract

1. Устройство для измерения электрической энергии, содержащее подключенные к электрической сети входные преобразователи напряжения и тока, выходы которых подсоединены соответственно к первому и второму входам преобразователя мощности в частоту, выход которого соединен с входом счетчика, отличающееся тем, что в него дополнительно введены корректор фазы преобразователя тока и корректор амплитуды выходного сигнала преобразователя тока, причем преобразователь тока подключен к второму входу преобразователя мощности через последовательно соединенные корректор амплитуды и корректор фазы.2. Устройство для измерения электрической энергии по п.1, отличающееся тем, что в него дополнительно введен индикатор работоспособности, подключенный к выходу преобразователя мощности в частоту.1. A device for measuring electrical energy, containing input voltage and current converters connected to the electric network, the outputs of which are connected respectively to the first and second inputs of the power converter to the frequency, the output of which is connected to the counter input, characterized in that a phase corrector is additionally introduced into it a current converter and an amplitude corrector of the output signal of the current converter, the current converter being connected to the second input of the power converter through a follower of the combined amplitude corrector and concealer fazy.2. The device for measuring electrical energy according to claim 1, characterized in that it additionally includes a health indicator connected to the output of the power converter into the frequency.

Description

УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИDEVICE FOR MEASURING ELECTRIC ENERGY

Полезная модель относится к области электроизмерительной техники и может найти применение для измерения электрической энергии в цепях переменного тока.The utility model relates to the field of electrical engineering and may find application for measuring electrical energy in AC circuits.

Известно устройство для измерения электрической мощности однофазного переменного тока 1, содержащее трансформаторы тока и напряжения, блок умножения, выпрямители, фильтры, ключи, элементы памяти, дифференциаторы и формирователи импульсов. Недостаток устройства заключается в низкой точности измерения. Это объясняется тем, что измерение мощности идет не по мгновенным значения тока и напряжения в цепи, а по средневыпрямленным, поскольку перемножитель соединен с трансформатором тока через выпрямитель и фильтр, а с трансформатором напряжения через выпрямитель.A device for measuring the electrical power of a single-phase alternating current 1, comprising current and voltage transformers, a multiplication unit, rectifiers, filters, keys, memory elements, differentiators and pulse shapers. The disadvantage of this device is the low accuracy of the measurement. This is because the power measurement is not based on the instantaneous values of current and voltage in the circuit, but on the average rectified ones, since the multiplier is connected to the current transformer through a rectifier and a filter, but to the voltage transformer through a rectifier.

Известно также устройство для измерения электрической энергии 2, содержащее подключенные к электрической сети входные преобразователи тока и напряжения, аналоговый перемножитель, блок реверсирования заряда, интегрирующий конденсатор, компаратор и счетчик. При этом аналоговый перемножитель, блок реверсирования заряда, интегрирующий конденсатор и компаратор выполняют функцию преобразования мощности в частоту. Это устройство является наиболее близким по совокупности существенных признаков и выбрано в качестве прототипа. В данном устройстве достигается расширение диапазона изменения нагрузки при гарантированном значении относительной погрешности измерения электрической энергии. Недостатком данного устройства, как и аналога, является низкая точность измерения, так как осуществляется дополнительное преобразование мгновенных значений тока и напряжения нагрузки в напряжение постоянного тока, что приводит к появлению погрешности измерения вA device for measuring electric energy 2 is also known, comprising input current and voltage converters connected to the electric network, an analog multiplier, a charge reversing unit, an integrating capacitor, a comparator and a counter. In this case, an analog multiplier, a charge reversing unit, an integrating capacitor, and a comparator perform the function of converting power to frequency. This device is the closest in combination of essential features and is selected as a prototype. This device achieves the expansion of the range of load changes with a guaranteed value of the relative error of measurement of electrical energy. The disadvantage of this device, as well as its analogue, is the low accuracy of the measurement, since an additional conversion of the instantaneous values of the current and load voltage to DC voltage is performed, which leads to the appearance of measurement error in

GOl R 22//00 GOl R 22 // 00

динамическом диапазоне изменения входных значений тока и напряжения нагрузки. Кроме того, отсутствует индикация работоспособности этого устройства.dynamic range of input current values and load voltage. In addition, there is no indication of the health of this device.

Задачей при разработке полезной модели является обеспечение перемножения мгновенных значений токов и напряжений нагрузки без их предварительного преобразования в сигналы постоянного тока.The task in developing a utility model is to ensure the multiplication of instantaneous values of currents and load voltages without first converting them into DC signals.

Целью полезной модели является повышение точности измерений и обеспечение индикации работоспособности устройства.The purpose of the utility model is to increase the accuracy of measurements and provide an indication of the operability of the device.

Поставленная задача решается тем, что устройство для измерения электрической энергии, содержит, как и прототип, подключенные к электрической сети входные преобразователи тока и напряжения, выходы которых присоединены соответственно к первому и второму входам преобразователя мощности в частоту, выход которого соединен с входом счетчика, в отличие от прототипа, в него дополнительно введены корректор фазы преобразователя тока и корректор амплитуды выходного сигнала преобразователя тока, причем корректор фазы и корректор амплитуды включены последовательно в цепь преобразователя тока, а средство индикации подключено к выходу преобразователя мощности в частоту.The problem is solved in that the device for measuring electrical energy, contains, like the prototype, input current and voltage converters connected to the electric network, the outputs of which are connected respectively to the first and second inputs of the power converter to the frequency, the output of which is connected to the counter input, in unlike the prototype, the phase corrector of the current transducer and the amplitude corrector of the output signal of the current transducer are additionally introduced into it; moreover, the phase corrector and the amplitude corrector are included They are connected in series to the circuit of the current converter, and the indicating means is connected to the output of the power converter into the frequency.

Наличие входных преобразователей мгновенных значений тока и напряжения в данном устройстве приводит к возникновению дополнительной погрешности за счет ненулевого фазового сдвига между значениями вьщодных сигналов этих преобразователей. Включение последовательно в цепь преобразователя тока корректора фазы позволяет достичь компенсации дополнительного фазового сдвига между выходными сигналами с преобразователей тока и напряжения. Дополнительное введение последовательно с ним корректора амплитуды позволяет достичь оптимального соот ношения между выходным сигналом преобразователя мощности в частоту и входными сигналами устройства. Вследствие этого повышается точность измеренияThe presence of input converters of instantaneous values of current and voltage in this device leads to the appearance of an additional error due to a nonzero phase shift between the values of the output signals of these converters. The inclusion of a phase corrector in series with the current transducer circuit makes it possible to compensate for an additional phase shift between the output signals from the current and voltage converters. An additional introduction of the amplitude corrector in series with it allows one to achieve the optimal ratio between the output signal of the power-to-frequency converter and the input signals of the device. As a result, measurement accuracy is improved.

потребляемой электрической энергии. Средство индикации подключено к выходу перемножителя и позволяет судить о работоспособности устройства в целом.consumed electrical energy. The indicator is connected to the output of the multiplier and allows you to judge the health of the device as a whole.

На чертеже представлена функциональная схема для измерения электрической энергии.The drawing shows a functional diagram for measuring electrical energy.

Устройство содержит входной преобразователь напряжения 1 и входной преобразователь тока 2, входы которых 3 и 4 подсоединены соответственно в параллельную и последовательную цепи нагрузки, потребляемая энергия которой подлежит измерению. Выход 5 преобразователя напряжения 1 подключей 5А 13 преобразователя мощности в частоту 15. Выход 6 преобразователя тока 2 подключен ко входу 7 корректора амплтуды 8, выход которого 9 соединен со входом 10 корректораThe device comprises an input voltage converter 1 and an input current converter 2, the inputs of which 3 and 4 are connected respectively to a parallel and serial load circuit, the energy consumption of which is to be measured. Output 5 of voltage converter 1 connects 5A 13 of the power converter to frequency 15. Output 6 of current converter 2 is connected to input 7 of amplitude corrector 8, the output of which 9 is connected to input 10 of corrector

фазы 11, который своим выходом 12 подключейТсШйщд; 14 преобразователя мощности в частоту 15. Выход 16 преобразователя мощности в частоту 15 соединен с входом 17 счетчика 19 и со входом 18 индикатора работоспособности 20.phase 11, which with its output 12 plugs; 14 of the power converter to the frequency 15. The output 16 of the power converter to the frequency 15 is connected to the input 17 of the counter 19 and to the input 18 of the health indicator 20.

Для обеспечения точности измерений перед началом работы производят настройку устройства. Для этого на входы преобразователей 1 и 2 подают сначала нормированные значения напряжения и тока с нулевым фазовым сдвигом между ними и запоминают значение частоты выходного сигнала с выхода преобразователя 15. Затем при тех же значениях входных тока и напряжения задают калиброванный фазовый сдвиг между ними и регулировкой корректора фазы 11 устанавливают значение частоты выходного сигнала преобразователя 15 до минимального значения погрешности относительно расчетного значения при заданном фазовом сдвиге. После этого на входы преобразователей напряжения и тока 1 и 2 подают калиброванные значения тока и напряжения с нулевым фазовым сдвигом и устанавливают корректором амплитуды 8 значение частоты выходного сигнала с преобразователя мощности в частоту 15 с минимальной погрешностью относительно расчетной.To ensure the accuracy of measurements, before starting work, the device is set up. To this end, the normalized values of voltage and current with a zero phase shift between them are fed to the inputs of the converters 1 and 2 and the frequency of the output signal from the output of the converter 15 is stored. Then, at the same values of the input current and voltage, a calibrated phase shift between them and the corrector adjustment phase 11 sets the frequency value of the output signal of the Converter 15 to the minimum error value relative to the calculated value for a given phase shift. After that, calibrated values of current and voltage with a zero phase shift are applied to the inputs of voltage and current converters 1 and 2, and the amplitude corrector 8 sets the frequency of the output signal from the power converter to frequency 15 with a minimum error relative to the calculated one.

BT OQOV BT OQOV

Устройство работает следующим образом. Входной преобразователь напряжения 1 нормирует мгновенное значение напряжения до уровня, соответствующего рабочему диапазону преобразователя мощности в частоту 15. Этот сигнал с выхода 5 поступает на вход 13 преобразователя мощности в частоту 15. Входной преобразователь тока 2 преобразует мгновенное значение тока в пропорциональное значение напряжения. Этот сигнал с выхода 6 поступает на вход 7 корректора амплитуды 8 и через последовательно включенный корректор фазы 11 на вход 14 преобразователя мощности в частоту 15. Индикатор работоспособности 20 может быть вьшолнен в виде электронного блока, включающего в себя два светодиода, срабатывающих поочередно с частотой, соответствующей частоте выходного сигнала преобразователя мощности в частоту 15.The device operates as follows. Input voltage converter 1 normalizes the instantaneous voltage value to a level corresponding to the operating range of the power converter to frequency 15. This signal from output 5 is fed to input 13 of the power converter to frequency 15. Input current converter 2 converts the instantaneous current value to a proportional voltage value. This signal from output 6 enters the input 7 of the amplitude corrector 8 and, through the phase corrector 11 connected in series, to the input 14 of the power to frequency converter 15. The health indicator 20 can be executed in the form of an electronic unit that includes two LEDs that operate alternately with the frequency the corresponding frequency of the output signal of the power Converter in the frequency of 15.

Claims

1. A device for measuring electrical energy, containing input voltage and current converters connected to the electric network, the outputs of which are connected respectively to the first and second inputs of the power converter to the frequency, the output of which is connected to the counter input, characterized in that a phase corrector is additionally introduced into it a current converter and an amplitude corrector of the output signal of the current converter, the current converter being connected to the second input of the power converter through a follower of the combined amplitude and phase corrector concealer.

2. The device for measuring electrical energy according to claim 1, characterized in that it additionally includes a health indicator connected to the output of the power converter into the frequency.