SU494699A1 - Однофазный счетчик активной электроэнергии на статических преобразовател х - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области электротехники и может использоватьс  дл  измерени  электрической энергии в цеп х переменного тока.

Известные счетчики активной электроэнергии на схемах умножени  с двум  квадраторами , основанные на принципе кусочно-Л Инейной аппроксимации, сложны, потребл ют значительную мощность, работают в узком диапазоне частот и требуют высокую идентичность характеристик суммарного и разност1ного каналов .

Дл  обеспечени  повышени  высокой точности , простоты устройства и наладкн, наделсности , уЛ1еньшени  потребл емой мощности в счетчике электроэнергии на статических преобразовател х в предлагаемом изобретении применена схема умножени  двух электрических величи1Н с помощью одного кусочно-линейного квадратора без опорных напр жений, например на кремниевых стабилитронах.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого однофазного счетчика; на фиг. 2 - принципиальна  схема однофазного счетчика.

Входные согласующие блоки преобразовател  тока (ПТ) и преобразовател  напр жени  (ПН) выполнены в виде измерительных трансформаторов - трансформатора тока / и трансформатора напр жени  2, например, на Ш-образных сердечниках.

На выходах ПН и ПТ получаютс  два сигнала CiU и Сз/, пропорциональные напр жению сети и и току /, протекающему через нагрузку . Сигналы Сз/ и (также нропорциональные напр жению сети) подаютс  далее на фазочувствительную схему 3, на выходе которой сигнал оказываетс  пропорциональным

CJcos ф-f C5f/(2coO.

Фазочувствительна  схема 5 выпо.тнена в виде управл емого выпр мител , например кольцевого фазочувствительного выпр мител . Выходной сигнал кольцевого фазочувствительного выпр мител  содержит не только посто нную , но и пере-менную составл ющую двойной частоты, а также составл ющие гармоник.

Дл  выделени  только посто нной составл ющей 1используетс  фильтр 4 с высоким коэффициентом фильтрации.

Таким образом, осуществл етс  реакци  схемы на изменение угла сдвига фаз, т. е. cos ф.

Как видно из блок-схемы, на выходе ПН li ФН получаютс  два сигнала; переменное напр жение , вропорциональное напр жению на 5 нагрузке CiU и посто нное напр жение, пропорциональное нагрузочному току /, умноженному на cos ф, т. е. Cg/ cos ф.

Затем эти два сигнала подаютс  на вход

ocHOBiHoro блока квадратичного функциональ0 ного цреобразовател  5, производ щего их умножение. .В выходном сигнале КК. кроме Нёременной соста вл ющей основной частоты Ц{т{), пропорциональной Ulcosff, содержитс  также посто нна  составл юща  Cs(U-) и ..переменна  составл юща  ДБОЙНОЙ частоты C3U{2K t}, которые отфильтровываютс  с помощью фильтра, гвыдел ющего переменное напр жение основной частоты 6, т. е. и (Kit) CjUI cos ф, следовательно, переменна  Соста1вл юща  основной частоты U (Kit) пропорциональна активиой мощности P Urcosff. Учитыва , что при измерени х мощностн в однофазной или трехфазной цеп х, напр жение сети имеет больщую величину (127, 220, 380 в), используют характеристики кремниевых стабилитронов в области пробо  и создают точные KyiC04,wo-линейные квадратичные преобразователи с широким диапазоном изменени  ВХОДНЫХ и выходных величии. Далее блок преобразовател  а налоговой величины 7 производит преобразование сигнала (|нанр же«ие), пропорционального активной мощности CyW cos ф, в пр моугольные импульсы неиЗМеи ной аМнлйтуды и длительности . Энерги  каждого импульса неизменна и равна Wi. Частота импульсов / пр мо пропорциональна аеличине сигнала на входе АИП.. Счетное устройство 8 осуществл ет подсчет имнульсов во времени, и результат (число импульсов - М) пр мо пропорционален израсходованной в нагрузке 9 электрической энергии W, т. е. УИ ;W { Pdt. С учетом того, что кремниевый стабилитрон iiiMeeT некоторую нелинейность ъ точке пробо , переход от одного отрезка пр мой к другому происходит не по строго определенному углу, а сглаженно. Крем ниевый стабил итрон, кроме своего основного действи , заключающегос  Б изломе хараа терИ1СТйК1И, обеспечивает сглаживание этого излома. Это обсто тельство снособствует приближению аппроксимирующей характеристики к заданной квадратичной и повыщает точность аппроксимации. При необходиимости с помощью термисторов схема может быть выполнена термостабильной . : Фазочувствительной схемой 3 в данном стройстве представлен управл емый двухпоупериодный кольцевой выпр митель, вььполенный , например, на полупроводаиковых диодах . Фильтр низкой частоты (ФН) 4 в схеме счетчика обладает высоким коэффициентом фильтрации, так как вс кое наложение переменной со ставл ющей выпр мленного налр жени  на переменное напр жение AU вызывает 1П10грещность. |Воз1можно применение как обычных LCфнльтров , так и сглаживающих ф ильтров . с транзисторами. Более целесообразно при.менение /,С-ф|ильтрав. Фильтр основной частоты 5 должен обладать |Крутым спадом характеристиюи дл  отфильтровьввани  составл ющих высщих гарАгоник. Фшльтр 6 выполнен, нанриМср , на LC-элементах но П и Г-образным схемам на тороидальных сердечниках. Преобразователь напр жени  в частоту импульсов 7 выполнен, например, па двух транзисторахи .нескольких диодах. Дл  питани  тра нзнсторов АИП предусмотрен стабилизированный выпр митель W, натри.мер, на диодах. В качестве счетного устройства используетс , например , счетчик импульсов марки МЭС-54, высокочувствительный и потребоТ ющий малую иМПуЛЬСНуЮ МоЩ1НОСТЬ. П.р е д М е т (Изобретен и   Однофазный счетчик активной электроэнергии на статических преобразовател х, содержащнй трансформаторы тока и напр жени , преобразователь напр жени  в частоту импульсов посто нной амплитуды и длителмюсти соединенный на выходе со счетным устройством , отличающиес  тем, что, с целью повыщени  надежности, в него введен кусо1Ч1но-лищейный квадратор без опорных напр жений , вход которого через сглаживающий фильтр и фазочувствительпую схему соединен с выходом трансформатора тока, другой вход соединен с первым выходом трансфор.матора напр жени , второй выход которого соединен со вторым входом фазочувств1ителыюй схемы, а выход кусочно-линейнбго квадратора без опорных напр жений соединен через фильтр основной частоты с преобразователем напр жени  в частоту импульсов посто нной амплитуды и длительности, причем трансформаторы тока и |Нанр жени  нодключены к измер емой цепи.

C,D CTUJCosf+CalU-J,-CgiJ(

(i

C :jCosV+C U(2ajt) Фиг i