SU1061061A1 - Устройство дл определени сдвига фаз между током и напр жением в энергетических цеп х - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ.ОПРЕДЕЛЕНИЯ СДВИГА ФАЗ МЕЖДУ ТОКОМ И НАПРЯЖЕНИЕМ В ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ, содержащее последовательно соединенные фильтр, усилитель и индикатор, а также компаратор в цепи напр жени  и компаратор в токовой цепи, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени , в него введены 2h+l интеграторов, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ И трансформатор тока , при этом цепь напр жени  содержит п, последовательно соединенных интеграторов , вход первого из которых соединен с входной клеммой напр жени , а цепь тока содержит и.+ 1 последовательно соединенных интеграторов, включенных между трансформатором тока, вход которого соединен с входной клеМмой тока, и компаратором, причем выход последнего интегратора каждой цепи через соответствую щий компаратор соединен с входами (Л элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с входом фильтра. z Oi d) 8 -7 О)

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике, в частности к устройствам дл  измерени  фазового угла между током и напр жением в энергетических цеп х. Известно фазометрическое устройс во, содержащее источники входных сигналов, соединенные с первыми вхо дами ключей, вторые входы которых соединены с выходами задатчика времени , а третьи с выходами реверсивных счетчиков (цифровых интеграторов ) и входом элемента ИЛИ, а выходы ключей соединены соответственно с входами пр мого .и обратного счёта реверсивных счетчиков ij , В этом устройстве уменьшено вли  ние помех, но оно  вл етс  сложным, дорогосто щим и его применение опра дано только в качестве цифрового универсального фазометра. Известно устройство, содержащее последовательно соединенные триггер нормализующий блок (усилитель), фильтр, цифровой вольтметр (индикатор ) , причем входы триггера соедине ны с выходами усилителей-ограничите лей (компараторов) 2 . Недостатком устройства  вл етс  больша  дополнительна  погрешность измерени  от искажени  формы кривой 2-й, 3-й и 5-й гармоническимисоста л ющими сигнала в энергетических цеп х, котора  достигает 4,5% при 1 нелинейных искажений. Цель изобретени  - повышение точности измерени . Поставленна  цель достигаетс  Тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные фильтр, усилитель и индикатор, а также компаратор в цепи напр жени  и компара тор в токовой цепи, введены 2п+1 интеграторов, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛ и трансформатор тока, при этом цепь напр жени  содержит п последователь но соединенных интеграторов, вход первого из которых соединен с входной клеммой напр жени , а цепь тока содержит п+1 последовательно соединенных интеграторов, включенных между трансформатором тока, вход которого соединен с входной клеммой тока, и комь;аратором, причем выход последнего интегратора каждой цепи через соответствующий компаратор соединен с входами элемента ИСКЛЮЧАЮ ЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к входу фильтра. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство дл  определени  сдвига фаз между током и напр жением в энер гетических цеп х содержит трйнсформатор 1 тока, входную клемму 2 тока интеграторы 3 и 4, компаратор 5, элемент 6 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, фильтр 7 усилитель 8, индикатор 9, входную клемму 10 напр жени , интегратор 11 и компаратор 12, при этом вход трансформатора 1 соединен с входной клеммой 2 тока, а выход через интеграторы 3 и 4 и компаратор 5 - с первым входом элемента 6 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен через фильтр 7 и усилитель 8 с индикатором 9. Входна  клемма 10 напр жени  через интегратор 11 и компаратор 12 соединена с вторым входом элемента 6 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Устройство работает следующим образом. В энергетических цеп х, дл  которых предназначено устройство, в входных сигналах могут присутствовать 2- , 3-  и 5-  apмoничecкиe составл ющие . Измерение угла сдвига фаз между током и напр жением заключаетс  в измерении .угла сдвига фаз между первыми гармониками сигналов. Токовый сигнал через клемму 2 устройства .поступает на трансформатор 1, который осуществл ет разв зку после  довательной и параллельной цепей по посто нному току. Одновременно с сигналом тока на клемму 10 подаетс  сигнал напр жени . Сигнал с выхода трансформатора 1 подаетс  на интеграторы 3 и 4. Так как коэффициент усилени  интегратора обратно пропорционален частоте сигнала, то после прохождени  через интеграторы 3 и 4 сигналы высШих гармоник по отношению к величине первой гармоники ослабл ютс  в 4 раза дл  второй гармонической составл ющей, в 9 раз дл  третьей и т.д. В результате более точно фиксируетс  момент перехода сигнала через нуль компаратором 5. Так как сигнал напр жени  с клеммы 10 проходит только через один интегратор 11, то ослабление высших гармонических составл ющих сигнала по отношению к первой гармонике осуществл етс  в два раза дл  второй гармоники , в три раза дл  третьей и т.д. При прохождении сигнала через один интегратор его фаза смещаетс  на 90. Так как сигнал тока проходит через два интегратора 3 и 4 (или больше), его фаза смещаетс  на. 180°, напр жени  при этом проходит через один интегратор 11, его фаза смещаетс  на 90°. В результате на вход элемента 6 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ . через компараторы 5 и .12 подаетс  сигнал тока, смещенный на , и сигнал напр жени , смещенный на 90°. Использование элемента 6 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ делает устройство двухполупериодным , так как дл  формировани  выходного сигнала используютс  переходы через нуль сигналов тока и напр жени  как от отрицательного значени  к положительному, так-и от положительного к отрицательному, что позвол ет устранить вли ние четных гармоник на точность измерени .

В результате совместного использовани  интеграторов 3, 4 и Ц и элемента 6 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ ослабл етс  вли ние искажени  формы кривой в токовом канале в 9 раз, а в канале напр жени  в 3 раза. .

На выходе элемента 6 формируютс  пр моугольные импульсы со сквгйснрстью пропорциональной сдвигу фазы первсГй гармоники. На фильтре 7 вьадел етс  посто нна  составл юща , котора  усиливаетс  в усилителе 8 и отображаетс  индикатором 9. Так как сигнаш тока на выходе интегратора 4 смещен относительно своего первоначального сдвига на 180, а сигнал напр жени  на выходе интегратора 11 смещен относительно своего первоначаипьнЬго значени  на 90°, сигналы тока и напр жени  на входе элемента 6 имеют первоначальное смещение относительно друг друга на 90. За счет этого смещени 

при отсутствии сдвига фаз между током и напр жением скважность на выходе элемента б равна двум, следовательно посто нна  составл юща  нулю . При индуктивном характере нагрузки посто нна  составл юща  имеет положительный знак, а при емкостном отрицательный , т.е. наличие предварительного сдвига на 90 позвол ет определить характер нагрузки по знаку сигнала.

Таким образом в устройстве ослабл ютс  нелинейные искажени  тока и напр жени  2 - 5 -и гармоник с помощью интеграторов, фазовый сдвиг которых не зависит от частоты.

Кроме тoгo коэффициент подавлени  высших гармоник с помощью Увеличени  количества- интеграторов может быть увеличен. В примере указываегс  оптимальный коэффициент .подавлени  исход  из необходимой точности и допустимой сложности прибора. В результате ослаблени  вли ни  нелинейных искажений тока и Напр жени  удаетс  значительно повысить класс точности устройства.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ.ОПРЕДЕЛЕНИЯ СДВИГА ФАЗ МЕЖДУ ТОКОМ И НАПРЯЖЕНИЕМ В ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ, содержащее последовательно соединенные фильтр, усилитель и индикатор, а так- же компаратор в цепи напряжения и компаратор в токовой цепи, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены 2И+1 интеграторов, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и трансформатор тока, при этом цепь напряжения содержит п, последовательно соединенных интеграторов, вход первого из которых· соединен с входной клеммой напряжения, а цепь тока содержит ц+1 последовательно соединенных интеграторов, включенных между трансформатором тока, вход которого соединен с входной клеммой тока, и компаратором, причем выход последнего интегратора каждой цепи через соответствую- § щий компаратор соединен с входами элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с входом фильтра.