SU1064221A2 - Устройство дл измерени электрических параметров в цеп х переменного тока - Google Patents

Abstract

УСТРОПСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕЙИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ В ЦЕПЯХ ПЕРЕМЕННОГОТОКА ПО авт. св. I 750381, отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  и точности, в него введены дополнительный нуль-орган и п тый, шестой седьмой и восьмой ключи, а экстре- маторы вьшолнены в виде -последовательно соединенных дифференциаторов и нуль-органов, причем выход второго дифференциатора подключен к входам второго, третьего и четвертого аналоговых запоминакхцих узлов соответственно через шестой, седьмой и восьмой ключи, выход первого дифференциатора подключен к входу первого аналогового запоминающего узла через п тый ключ, управл ющий вход которого- подключен к выходу основного нуль-органа и управл ющему входу шест:ого ключа, управл ющий вход седьмого ключа подключен через дополнительный нуль-орган к ВЫХОДУ трансформатора тока, а управл ющий вход SS восьмого ключа соединен с выходом сл первого экстрематора.

Description

Изобретение относитс  к технике электрических измерений и предназначено дл  измерени  напр жений, токов, активной, реактивной и полной мощности, а также коэффициента, мощности в цеп х синусоидального то ка. По основному авт. св. №750381 известно устройство дл  измерени  электрических параметров в цеп х переменного тока, содержащее трансформаторы напр жени  и тока, нульорган , два экстрематора, четыре аналоговых ключа, четыре аналоговых запоминающих устройства, три множительных и одно делительное устройст во Выход трансформатора напр жени  соединен с информационным входом первого ключа, входами первого экстрематора и нуль-органа. Выход трансформатора т0ка соединен с входом второго экстрематора и инфор мационными входагли второго, третьег и четвертого ключей, выходы которых соединены соответственно с входами второго, третьего и четвертого аналоговых , запоминающих устройств. Выход первого экстрематора соединен с управл ыцшли входами первого и второго , выход второго экстрематора - с управл кхцим входом третьего ключа, выход нуль-органа с управл к дим входом четвертого клю ча, входы первого множительного уст ройства - с выходами первого и второго аналоговых запоминаьвдих устройств , входы второго множительного устройства - с выходами первего и третьего аналоговых запоминакщих устройств, входы третьего множитель ного устройства - с выходами первого и четвертого аналоговых запоминающих устройств. Входы делимого и делител  делительного устройства .соединены с выходами второго и трет его аналоговых запоминающих устройств Cl }. Известное устройство характеризу етс  недостаточной точностью опреде лений параметров, обусловленные: изм рением величин напр жени  и Тока ис следуемой цепи со значительным инте валом времени между ними. Цель изобретени  - повышение быс родействи  и точности измерени  эле трических параметров в цеп х переменного тока.. Поставленна  цель достигаетс  те что в устройство дл  измерени  элек трических параметров в цеп х переме ного тока, содержащее трансформатор напр жени  и тока, нуль-орган, два экстрематора, четыре аналоговых клю ча, четыре анешоговых запоминающих узла, три множительных и одно делительн .ое устройство, выход трансформатора напр жени  соединен с информационным входом первого ключа. входами первого экстрематора и нульоргана , выход трансформатора тока соединен с входом второго экстрематора и с информационными входами второго, третьего и четвертого ключей , выходы которых соединены соответстве 1но с входами второго,, третьего и четвертого аналоговых запоминающих узлов, выход первого экстрематора соединен с управл ющими входами первогб л второго ключей, выход первого экстрематора - с управл ющим входом третьего ключа, выход . нуль-органа - с управл ющим входом четвертого ключа, входы первого множительного блока - с выходами первого и второго аналоговых запоминающих узлов, входы второго множительного блока - с выходами первого и третьего аналоговых запоминающих узлов, входы третьего множительного блока - с выходами первого и четвертого аналоговых запоминающих узлов,, входы делимого и делител  делительного блока - с выходами второго и третьего аналоговых запоминающих узлов, введены дополнительный нульорган и п тый, шестойj седьмой и восьмой ключи, а экстрематора выполнены в виде последовательно соеди- . ненных дифференциаторов и нуль-органов , причем выход второго дифференциатора подключен к входам второго , третьего и четвертого запоминающих узлов соответственно через шестоЛ , седьмой и восьмой-ключи, выход первого дифференциатора подключен к входу первого, аналогового запоминающего узла через п тый ключ, управл ющи (1 вход которого подключен к выходу основного нуль-органа и управл ющему входу шестого ключа, управл ющий вход седьмого ключа подключен через дополнительный нуль-орган к выходу трансформатора тока, а управ-л ющий вход восьмого ключа соединен с выходом первого экстрематора. На чертеже приведена функциональна  схема предлагаемого устройства. Устройство содержит трансформатор 1 напр жени , трансформатор 2 тока, нуль-орган 3, первый экстрематор 4, содержащий последовательно соединенные первый дифференциатор 5 и нуль-орган 6, дополнительный нульорган 7, второй экстрематор 8, содержащий последовательно соединенные второй дифференциатор 9 и нульорган 10, а такие анашоговые ключи 11-18, аналоговые запоминающие узлы (АЗУ) 19-22, множительные блоки 23-25 и делительный блок 26. Выход трансформатора 1 напр жени  соединен с входом нуль-органа 3, входом первого экстрематора 4 и информационным входом ключа 11, выход которого св зан с входом анапогово- го запоминагацего узла 19, а упавл кций вход - с выходом первога экстрематора 4 и с управл мцими ходами ключей 12 и 18. Выход диференциатора 5 св зан с входом нульоргана б и информационныгл входом ключа 15, выход Которого соединен с входом аналогового запоминающего узла (АЗУ) 19, а управл ющий вхоД. с вы;:одом нуль-органа 3 и с упреив юцкм  входами ключей 14 и 1б« Вы- . ход трансформатора 2 тока св зан с входом нуль-органа 7, входом второго экстрематора 8 и информационными входагли ключей 12, 13 и 14, выходы. которых соответственно соединейы с входами АЗУ 20, 21 и 22, а управл ющий вход ключа 13 сЛз зан с выходом второго экстрематора 8. Выход дифференциатора 9 св зан с входом нульг органа 10 и информационными входами ключей 16, 18, выходы которых соединены соответственно с входами АЗУ 20, 21 и22, а управл гаций вход ключа 17 св зан с выходом нуль-органа 7. Выход запоминающего узла 19 св зан с первыми входами множительных , блоков 23, 24 и 25, выход запоминающего узла 20 - с вторым входом множительного блока 23 и входом делимого делительного блока 26, выход запоминающего узла 21 - с вторым входом множительного блока 24 и входом делител  делительного блока 26, выход запоминающего узла 22 с вторым входом множительного блока 25.

Устройство работает следующим , образом.

При синусоидальных кривых напр жени  и тока в цепи выходные сигналы дифференциаторов 5 и 9 также  вл ютс  синусоидальньми, но опережают соответствующие выходные сигналы на 90. Выбором коэффициента передачи дифференциаторов равншл Кд 1/Шр, где Що- частота напр жени  и тока цепи, обеспечивают равенство амплитуд выходных и входных сигналов дифференциаторов.

В момент t прохойщени  сигналом трансформатора 1 напр жени  нулевого значени  на выходе нуль-органа 3 возникает сигнал, поступаиадий на упавл вшие входы ключей 14, 15 и 16, на информационные входы которых поданы сигналы, пропорциональные соответственно току i (t) и производным напр  хёни  и(1)и тока i(t). Поэтому на входы АЗУ 19, 20 и 22 поступают сигналы, пропорциональные соответственно амплитуде .напр жени  ff,, произведению амплитуды тока фазы. Jj на коэффициент модности cos-Ч, где - угол сдвига фаз между напр же- нием и током цепи, и произведению fn sin If. Напр х ени  с АЗУ 19 и 20, ропорциональные U, и 3,cosf, постугиот на входы множительного блока

23, на выходе которого напр жение пропорционально активной мощности фазы.

Kp-aulcosV,

где Кр - коэффициент пропорциональности ;

и, О - действующие значени  напр жени  и тока фазы.

0 Напр жени  с АЗУ 19 и 22; пропорциональные и и , поступают .на входы множительного блока 25, на выходе которого напр жение пропорционально реактивной мощности 5 фазы ,

(jVm e

где Kg- коэффициент пропорциональности .

Таким образом, активна  и реактивна  мощности фазы вычисл ютс  по мгновенным значени м производной напр жени , тока и его производной, - определенным с новременно в момент t.

В момент t2 прохоходени  выходным сигналом трансформатора 2 тока нулевого значени  на входе нуль-органа 7 возникает сигнал, открывакций ключ 17, на информационный вход ко0 торого с выхода дифференциатора 9. поступает сигнал, пропорциональный производной тока i(t). Поэтому на вход АЗУ 21 йроходит сигнал, пропорциональный апплитуде тока 3,

5 Выходной сигнал с АЗУ 21 поступает

на вход делител  делительного бло . ка 26, на входе делимого которого

присутствует определенный в момент

t сигнал, пропорционал1Л1ый .

0 .Следовательно, в момент 2 входе делительного блока 26 присутствует напр жение, пропорциональное коэффициенту мощности cosV.

Одновременно выходной сигнал с

с АЗУ 21, пропорциональный амплитуде тока 3„,, подаетс  на второй вход множительного блока 24, на первом входе которого в момент t образовалс  сигнал, пропорциональный амплитуде напр жени  U,.

0

Поэтому в момент t а на выходе множительного блока 24 присутствует напр жение, пропорциональное полной мощности фазы

55

Ф 9Vm2- з

гд« Kg f- коэффициент пропорциональности .

Напр жение с АЗУ 19, по вившеес  60. в момент t.,, и напр жение с АЗУ 21, по вившеес  в момент t.,, пропорциональные амплитудам напр жени  тока ,„, позвол ют измер ть действующие значени  напр жени  и тока: : ,707 Л.«0,707:„, В момент tj Прохоходени  нулевого значени  выходным напр жением дифференциатора 5 возникает сигнал на выхсде нуль-органа 6, поступающи на управЛ квдие входы ключей 11, 12 и 18, которые пропускают на входы АЗУ 19, 20 и 22 сигналы, пропорциональные и. V и соответственно . При этом на выходе множительного блока 23 присутствует сигнал, пропорциональный активной мощности фазы Рф, а на выходе множительного блока 25 - пропорциональный реактивной мощности фазы Цф Таким образом, активна  Рф и реактивна  йф мощности фазы вычисл ют по мгновенным значени м напр жени , :тока и производной тока, определенным в один и тот же момент t Определенное в момент t, напр жение , пропорциональное ЗщСозЧ, с выхода ЛЗУ 20 поступает также на вх делимого делительного блока 26, на входе елител  которого присутствует напр х ение, пропорциональное амплитуде тока 3fn определенное в момент 2 поэтому на выходе делительного блока 26 по вл етс  напр жение, пропорциональное .коэффициенту мощности cos V . Определенное в момент t, напр .жение, пропорциональное амплитуде напр жени  и,„, с выхода АЗУ 19 поступает на первый вход множительного блока 24, на втором входе которого присутствует напр жение, пропорциональное a 1плитyдe тока 3т, определе ное в момент t2, и пoэтo /Iy на выходе 1множительного блока 24 присутствует напр жение, пропорциональное полной мощности фазы В момент t прохождени  выходным сигналом дифференциатора 9 нулевого значени  на выходе нуль-орга на 10 возникает сигнал, поступаьадий на управл ющий вход ключа 13,который пропускает на вход АЗУ 21 сигнал, пропорциональный амплитуде тока iji. При этом на выходе множительного блока 24 присутствует Напр жение, иропорцибнальное полной мощности Зф, а на В14ходе делительного-блока напр жение , пропорциональное коэффициенту мощности GosV . В следующую половину периода напр жени  цикл .работы устройства повтор етс . Таким образом, устройство измер ет активную РФ и реактивную йф мощности фазы два раза за половину периода напр жени  в моменты t к t, , соответствующие прохожде 1ию через нулевой уровень напр жени  и его производной . При этом дл  вычислени  активной и реактивной мощностей каждый раз используют значени  напр жени , тока и их производных, определённые в один и тот же момент времени . Полна  мощность и коэффициент мощности вычисл ют четыре раза за половину периода напр жени  в моменt j и 14., причем ты времени t, t, одна из величин, необходима  дл  определени  этих параметров, находитс  в рассмауриваемый момент времени , а друга  - в предыдущий. Напр жение U и ток 3 измер ют поочередно соответственно в моменты t и tj, tj и t4 по два раза за полоЬину периода напр /хени . Таким образом, введение дополнительного нуль-органа, четырех аналоговых ключей и выполнение экстрематоров в виде последовательно соедивенных дифференциатора и нуль-органа , соединенных описанным выше образом , позвол ют повысить точность измерени  электрических параметров в цеп х переменного тока.

Claims (1)

1. (54 )' УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ В ЦЕПЯХ ПЕРЕМЕННОГО'ТОКА по авт. св. № 750381,' отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, в него введены дополнительный нуль-орган и пятый, шестой седьмой и восьмой ключи, а экстрематоры выполнены в виде последовательно соединенных дифференциаторов и нуль-органов, причем выход второго дифференциатора подключен к входам второго, третьего и четвертого аналоговых запоминающих узлов соответственно через шестой, седьмой и восьмой ключи, выход первого дифференциатора подключен к входу первого аналогового запоминающего узла через пятый ключ, управляющий вход которого подключен к выходу основного нуль-органа и управляющему входу шестого ключа, управляющий вход седьмого ключа подключен через дополнительный нуль -орган к 'выходу трансформатора тока, а управляющий вход восьмого ключа соединен с выходом « первого экстрематора. ,