RU2096789C1 - Device which measures characteristics of electric power supply line - Google Patents
Device which measures characteristics of electric power supply line Download PDFInfo
- Publication number
- RU2096789C1 RU2096789C1 RU95121910A RU95121910A RU2096789C1 RU 2096789 C1 RU2096789 C1 RU 2096789C1 RU 95121910 A RU95121910 A RU 95121910A RU 95121910 A RU95121910 A RU 95121910A RU 2096789 C1 RU2096789 C1 RU 2096789C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- analog
- voltage
- output
- current
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано, например, при построении счетчиков энергии электросети. The invention relates to electrical engineering and can be used, for example, in the construction of energy meters of the power grid.
Лучшие электромеханические счетчики энергии сети имеют точность измерения, ограниченную классом 0,5. The best electromechanical network energy meters have a measurement accuracy limited to 0.5.
Разработка электронных аналоговых, а затем цифровых счетчиков электроэнергии открыла новые возможности в повышении точности измерения примерно на порядок. The development of electronic analog and then digital electricity meters has opened up new possibilities in increasing the measurement accuracy by about an order of magnitude.
Совершенствование электронных счетчиков электроэнергии сети, продолжающееся до сих пор, идет в направлении осуществления компенсации аппаратных погрешностей или погрешностей, возникающих в особых режимах работы электросети. The improvement of electronic electricity meters of the network, which continues to this day, goes in the direction of compensating for hardware errors or errors that occur in special modes of operation of the electric network.
Известно, например, электронное устройство для измерения электрической энергии [1] в котором для повышения точности измерения взятие выборок напряжений и токов во всех фазах жестко синхронизировано с периодом напряжения первой фазы. It is known, for example, an electronic device for measuring electrical energy [1] in which, to increase the accuracy of the measurement, the sampling of voltages and currents in all phases is tightly synchronized with the voltage period of the first phase.
Известен цифровой измеритель электрической энергии [2] в котором осуществлена компенсация нелинейных составляющих погрешностей, возникающих при измерении энергии электросети с резкопеременными нагрузками. Known digital meter of electrical energy [2] in which the compensation of non-linear components of the errors that occur when measuring the energy of the grid with rapidly changing loads.
Известен взятый в качестве прототипа электронный измеритель мощности и энергии [3] в котором для повышения точности обеспечено преобразование двухполярных входных сигналов в униполярные. Устройство прототип [3] содержит два блока выборки, блок преобразования сигналов, линию связи, блок управления и обработки. Known taken as a prototype electronic meter of power and energy [3] in which to improve the accuracy of the conversion of bipolar input signals to unipolar. The prototype device [3] contains two sampling units, a signal conversion unit, a communication line, a control and processing unit.
Общим недостатком известных решений, включая прототип [3] является их неспособность учесть реальную погрешность, вносимую измерительными преобразователями (трансформаторами) тока и напряжения электросети (ТТ и ТН), с вторичных цепей которых снимаются входные для электронного измерителя сигналы. Указанная погрешность, как показали исследования находящихся в эксплуатации ТТ и ТН, может существенно отличаться от записанной в паспорте, и зависит от электрического режима работы ТТ и ТН, а также от температуры окружающей среды. Реальные отклонения погрешности находящихся в эксплуатации ТТ и ТН от записанной в паспорте настолько значимы, что их неучет сводит на нет преимущества по точности электронной измерительной системы перед электромеханической. A common drawback of the known solutions, including the prototype [3], is their inability to take into account the real error introduced by the measuring transformers (transformers) of the current and voltage of the power supply network (CT and VT), from the secondary circuits of which the input signals for the electronic meter are removed. The indicated error, as shown by studies of CTs and VTs in operation, can significantly differ from those recorded in the passport, and depends on the electrical mode of operation of the CTs and VTs, as well as on the ambient temperature. The real deviations of the errors of the CTs and VTs in operation from those recorded in the passport are so significant that their neglect negates the advantages of the accuracy of the electronic measuring system over the electromechanical.
Задача изобретения состоит в создании измерителя, учитывающего изменения погрешности трансформаторов тока и напряжения в процессе их эксплуатации и, таким образом, способного реально обеспечить повышенную точность измерения параметров режима электросети. The objective of the invention is to create a meter that takes into account changes in the error of current and voltage transformers during their operation and, thus, is able to actually provide increased accuracy of measuring the parameters of the power supply mode.
Предметом изобретения является измеритель параметров режима электрической сети, содержащий по крайней мере два блока выборки, блок аналого-цифрового преобразования, блок обработки и линию связи выхода блока аналого-цифрового преобразования с входом блока обработки, группа выходов которого образуют информационные выходы измерителя, причем вход данных первого блока выборки предназначен для подключения к измерительному преобразователю фазного тока электросети, вход данных второго блока выборки предназначен для подключения к измерительному преобразователю фазного напряжения электросети, выход датчика входного тока первого блока выборки и выход датчика входного напряжения второго блока выборки подключены к первому и второму входам блока аналого -цифрового преобразования соответственно, отличающихся согласно изобретения, тем что в первый блок выборки введен датчик входного тока, а блок аналого-цифрового преобразования снабжен третьим и четвертым входами, к которым подключены выходы датчика входного напряжения первого блока выборки и датчика входного тока второго блока выборки соответственно, блок обработки выполнен с возможностью вычисления погрешностей измерительных преобразователей и учета их при определении параметров режима электросети. The subject of the invention is a power network mode meter, comprising at least two sampling units, an analog-to-digital conversion unit, a processing unit and a communication line of the output of the analog-to-digital conversion unit with an input of the processing unit, the group of outputs of which form the information outputs of the meter, the data input the first sampling unit is designed to connect to the measuring transformer of the phase current of the mains, the data input of the second sampling unit is designed to connect to measure To the first phase sample voltage converter, the input current sensor output of the first sample unit and the input voltage sensor output of the second sample unit are connected to the first and second inputs of the analog-to-digital conversion unit, respectively, different according to the invention, in that an input current sensor is introduced into the first sample unit, and the analog-to-digital conversion unit is equipped with third and fourth inputs, to which the outputs of the input voltage sensor of the first sampling unit and the input current sensor of the second are connected sampling unit, respectively, the processing unit is configured to calculate the errors of the transducers and take them into account when determining the parameters of the power supply mode.
Устройство, характеризующееся указанной совокупностью признаков, учитывает изменения погрешности находящихся в эксплуатации измерительных преобразователей тока и напряжения в зависимости от электрического режима сети и, таким образом, позволяет реально обеспечить точность измерения, соответствующую классу 0,1. A device characterized by the indicated combination of features takes into account changes in the error of current and voltage measuring transducers in operation, depending on the electric mode of the network and, thus, can really ensure a measurement accuracy corresponding to class 0.1.
Изобретение имеет развитие, заключающееся в том, что блок обработки снабжен дополнительным входом, предназначенным для подключения к датчику температуры окружающей среды. Это позволяет учесть температурные изменения погрешности измерительных преобразователей и дополнительно повысить точность измерения. The invention has a development in that the processing unit is provided with an additional input for connecting to an ambient temperature sensor. This allows you to take into account temperature changes in the error of the measuring transducers and to further increase the measurement accuracy.
Сущность изобретения поясняется чертежами
На фиг. 1 приведена блок-схема измерителя с раскрытием выполнения блоков выборки применительно к одной фазе электросети; на фиг. 2 схема внутреннего выполнения блока преобразования; на фиг. 3 функциональная схема, соответствующая алгоритму работы блока обработки.The invention is illustrated by drawings.
In FIG. 1 shows a block diagram of a meter with the disclosure of the implementation of the sample blocks in relation to one phase of the mains; in FIG. 2 diagram of the internal implementation of the conversion unit; in FIG. 3 is a functional diagram corresponding to the algorithm of the processing unit.
Устройство фиг. 1 содержит первый и второй блоки 1 и 2 выборки, блок 3 аналого-цифрового преобразования сигналов, линию 4 связи выхода блока 3 с входом блока 5 обработки, группа выходов 6 которого образует информационные выходы измерителя. The device of FIG. 1 contains the first and second blocks 1 and 2 of the sample,
Блок 1 имеет вход 7 данных и выходы 8,9, а блок 2 вход 10 данных и выхода 11, 12. Выход 8 является выходом датчика 13 входного тока блока 1 и подключен к первому входу 14 блока 3, а выход 11 является выходом датчика 15 входного напряжения блока 2 и подключен к второму входу 16 блока 3. Block 1 has an input 7 of data and outputs 8.9, and block 2 an input 10 of data and output 11, 12. Output 8 is the output of the sensor 13 of the input current of block 1 and is connected to the
В блок введен датчик 17 входного напряжения, а в блок 2 введен датчик 18 входного тока. При этом блок 3 снабжен третьим входом 19, к которому подключен выход 9, являющийся выходом датчика 17, и четвертым входом 20, к которому подключен выход 12, являющийся выходом датчика 18. An input voltage sensor 17 is introduced into the unit, and an input current sensor 18 is introduced into the unit 2. In this case, the
Входы 7 и 10 блоков 1 и 2 предназначены для подключения к измерительным преобразователям 21 и 22 соответственно фазного тока и фазного напряжения электросети. Inputs 7 and 10 of blocks 1 and 2 are designed to connect to the measuring transducers 21 and 22, respectively, of the phase current and phase voltage of the mains.
Блок 5 обработки может быть снабжен входом 23, предназначенным для подключения к датчику 24 температуры окружающей среды. The processing unit 5 may be provided with an
Измерительные преобразователи 21 и 22 (трансформаторы фазного тока и фазного напряжения соответственно), а также датчик 24 (см. пунктир на фиг. 1) не входят в состав заявленного объекта и приведены на фиг. 1 для пояснения работы устройства. Measuring transducers 21 and 22 (transformers of phase current and phase voltage, respectively), as well as sensor 24 (see the dotted line in FIG. 1) are not included in the claimed object and are shown in FIG. 1 to explain the operation of the device.
Блок 3 применительно к одной фазе электросети может быть выполнен в виде (фиг. 2) аналого-цифровых преобразователей 25, 26, 27, 28 на входах и многоканального коммутатора 29 на выходе.
В качестве линии 4 может быть использована проводная или волоконно-оптическая линия связи с выходом преобразователем последовательного кода в параллельный. As
Блок 5 может быть выполнен на базе микроЭВМ, производящей вычисления в соответствии с функциональной схемой фиг.3. Block 5 can be performed on the basis of a microcomputer that performs calculations in accordance with the functional diagram of figure 3.
Измеритель работает следующим образом. The meter works as follows.
На входы 7 и 10 поступают мгновенные значения сигналов с вторичных цепей трансформатора 21 тока и трансформатора 22 напряжения фазы электросети. The inputs 7 and 10 receive the instantaneous values of the signals from the secondary circuits of the current transformer 21 and voltage transformer 22 of the mains phase voltage.
С выходом 8 и 9 блока 1 снимаются мгновенные значения тока и напряжения трансформатора 21 фазного тока, а с выходов 11 и 12 блока 2 мгновенные значения напряжения и тока трансформатора 22 фазного напряжения. With the output 8 and 9 of block 1, the instantaneous values of the current and voltage of the phase current transformer 21 are taken, and from the outputs 11 and 12 of block 2 are the instantaneous values of the voltage and current of the phase voltage transformer 22.
Указанные сигналы преобразуются в блоке 3 в последовательный цифровой код и, пройдя линию 4 связи, поступают на обработку в блок 5. The indicated signals are converted in
Блок 5, согласно функциональной схеме фиг. 3, по мгновенным значениям тока iI и напряжения uI вторичной цепи трансформатора 21 тока, а также тока iU и напряжения uU вторичной цепи трансформатора 22 напряжения производит вычисление среднеквадратичных значений II, DI, IU, UU за период Т переменного тока сети.Block 5, according to the functional diagram of FIG. 3, according to the instantaneous values of the current i I and voltage u I of the secondary circuit of the current transformer 21, as well as the current i U and voltage u U of the secondary circuit of the voltage transformer 22, it calculates the rms values I I , D I , I U , U U for the period T AC mains.
Кроме того, блок 5 определяет угол Φ между током iI трансформатора 21 тока и напряжением uU трансформатора 22 напряжения, активную мощность P, кажущуюся мощность S и реактивную мощность Q.In addition, block 5 determines the angle Φ between the current i I of the current transformer 21 and the voltage u U of the voltage transformer 22, the active power P, the apparent power S and the reactive power Q.
Величины II, UI, II, Uu, v и дополнительно температура (вход 23) являются исходными данными для вычисления амплитудных (ΔI и ΔU) и угловых (ΔΦI и ΔΦU) погрешностей трансформаторов 21 и 22 тока и напряжения. Вычисленные погрешности ΔI, ΔU, ΔΦI, ΔΦU используются в блоке 5 для определения (см. фиг. 3) уточненных (индекс "y" на фиг. 3) значений тока Iy, напряжения Uy, активной мощности Py, кажущейся мощности Sy и реактивной мощности Qy.The values I I , U I , I I , U u , v and additionally temperature (input 23) are the initial data for calculating the amplitude (ΔI and ΔU) and angular (ΔΦ I and ΔΦ U ) errors of current and voltage transformers 21 and 22. The calculated errors ΔI, ΔU, ΔΦ I , ΔΦ U are used in block 5 to determine (see Fig. 3) the refined (index "y" in Fig. 3) the values of current I y , voltage U y , active power P y , seeming power S y and reactive power Q y .
Электроэнергия Ay вычисляется путем непрерывного суммирования произведений PyT.Electricity A y is calculated by continuously summing the products P y T.
Таким образом, предложенное решение позволяет выбирать и использовать в качестве исходных данных для вычислений искомых параметров не только мгновенные значения тока трансформаторов тока (ТТ) и мгновенные значения напряжения трансформаторов напряжения (ТН), но и мгновенные значения напряжения ТТ, а также мгновенные значения тока ТН и дополнительно температуру среды. Thus, the proposed solution allows you to select and use as initial data for the calculation of the desired parameters not only the instantaneous current values of current transformers (CT) and instantaneous voltage values of voltage transformers (VT), but also the instantaneous voltage values of CTs, as well as instantaneous current values of VTs and additionally the temperature of the medium.
То есть, в заявленном устройстве исходными для вычислений являются данные, непрерывно следящие за изменениями рабочих точек вольт амперных характеристик ТТ и ТН, и дополнительно температура, влияющая на положение указанных рабочих точек. That is, in the claimed device, the initial calculations are data that continuously monitors changes in the operating points of the volt ampere characteristics of the current transformers and current transformers, and additionally the temperature that affects the position of these operating points.
Поэтому заявленное решение позволяет осуществить коррекцию выходных параметров измерения в зависимости от реальной погрешности, вносимой находящимися в эксплуатации трансформаторами тока и напряжения, и соответственно повысить точность измерительной системы в целом. Therefore, the claimed solution allows the correction of the measurement output parameters depending on the actual error introduced by the current and voltage transformers in operation, and, accordingly, to improve the accuracy of the measuring system as a whole.
По схеме фиг. 1, с учетом выполнения блока 3 по схеме фиг.2 и выполнения по алгоритму, соответствующему фиг.3, был собран макет предложенного устройства. При этом блок 3 был выполнен с использованием интегральной схемы К1108ПВ2 и обеспечивал время преобразования и записи в память вычислителя 5, равное 3 мкс на канал. Частота дискретизации аналого-цифрового преобразования составляла 50 кГц. вычисления по алгоритму, соответствующему функциональной схеме фиг. 3, проводились на ЭВМ IBM PC AT после ввода исходных данных за 10 периодов сетевого напряжения. According to the circuit of FIG. 1, taking into account the implementation of
Сравнительные испытания предусматривали выполнения измерений одного и того же параметра энергии электросети при изменении нагрузки от 0,8 до 1,0 с использованием сначала трансформаторов тока и напряжения класса точности 0,2, а затем другого класса точности 0,5. Comparative tests provided for measurements of the same energy parameter of the mains when the load changed from 0.8 to 1.0, using first current transformers and voltage of accuracy class 0.2, and then another accuracy class of 0.5.
Результаты измерений, как и предполагалось, не совпали. Однако при выполнении измерений с помощью образцового счетчика типа ЦЭ6802 изменения результата, т. е. погрешности измерений, составили 0,58 а при использовании собранного в соответствии с изобретением макета всего 0,17 The measurement results, as expected, did not match. However, when performing measurements using an exemplary counter type CE6802, changes in the result, i.e., measurement errors, amounted to 0.58, and when using the layout assembled in accordance with the invention, only 0.17
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95121910A RU2096789C1 (en) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | Device which measures characteristics of electric power supply line |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95121910A RU2096789C1 (en) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | Device which measures characteristics of electric power supply line |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2096789C1 true RU2096789C1 (en) | 1997-11-20 |
RU95121910A RU95121910A (en) | 1997-12-10 |
Family
ID=20175082
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95121910A RU2096789C1 (en) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | Device which measures characteristics of electric power supply line |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2096789C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2509333C1 (en) * | 2013-03-11 | 2014-03-10 | Открытое Акционерное Общество "Системный Оператор Единой Энергетической Системы" | System to monitor automatic controllers of excitation and system of excitation of power plant generators |
-
1995
- 1995-12-26 RU RU95121910A patent/RU2096789C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 1596264, кл. G 01 R 22/00, 1991. Авторское свидетельство СССР N 1749842, кл. G 01 R 22/00, 1992. 3. Авторское свидетельство СССР N 1638653, кл. G 01 R 21/06, 1991. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2509333C1 (en) * | 2013-03-11 | 2014-03-10 | Открытое Акционерное Общество "Системный Оператор Единой Энергетической Системы" | System to monitor automatic controllers of excitation and system of excitation of power plant generators |
EA023094B1 (en) * | 2013-03-11 | 2016-04-29 | Открытое Акционерное Общество "Системный Оператор Единой Энергетической Системы" | Monitoring system for automatic excitation controllers and systems of excitation of power plant generators |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6185508B1 (en) | Power meter for determining parameters of multi-phase power lines | |
Ramm et al. | A new scheme for generating and measuring active, reactive, and apparent power at power frequencies with uncertainties of 2.5/spl times/10/sup-6 | |
US5487016A (en) | Apparatus for generating a signal representative of total harmonic distortion in waveforms of an A/C electrical system | |
US4829239A (en) | Multimeter | |
KR100537018B1 (en) | System and Method for Frequency Compensation in an Energy Meter | |
Pogliano | Precision measurement of AC voltage below 20 Hz at IEN | |
RU2096789C1 (en) | Device which measures characteristics of electric power supply line | |
US4556843A (en) | Electronic solid state Q-hour meter and/or combination Q-hour and kilowatt-hour meter | |
JPH0132692B2 (en) | ||
JPH09243683A (en) | Method and device for measurement of resistivity, electric conductivity and/or permittivity | |
JPH10148648A (en) | Electric meter | |
CN111679105A (en) | Range switching method for electric meter, electric meter and storage medium | |
JP2982612B2 (en) | PQ calculation correction method | |
RU2563556C1 (en) | Method for determining phase shift angle between sine signals (versions) | |
EP0465476A1 (en) | A sampling circuit | |
JPS6222075A (en) | Ac measuring instrument | |
JP2002199466A (en) | Transmission terminal | |
RU2401432C1 (en) | Reactive power measurement device | |
JP3411474B2 (en) | Indicating instrument | |
RU2143701C1 (en) | Process determining energy consumption in a c circuits and device for its implementation | |
GB2163264A (en) | Measurement of multi-phase electrical machine torque | |
RU2028634C1 (en) | Method of and device for insulation resistance measurement in alternating-current lines incorporating static converters | |
Alekseev et al. | Measuring instrument of parameters of quality of electric energy | |
JPH08101235A (en) | Method for digital system for measuring ac voltage,ac current and phase angle of measuring signal and measuring device | |
SU938166A1 (en) | Multi-purpose ac bridge |