Устройство измерения электрической энергии

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при проектировании счетчиков активной электроэнергии много- Фазной сети. Цель изобретения - повышение точности измерения электрической энергии многофазной сети. Это достигается введением дополнительных связей между.первым мультиплексором 3 и измерительными преобразователями 2,1т2,п тока, а также между вторым мультиплексором 4 и измерительными преобразователями 1.1-1„и напряжения. Кроме того, изменен алгоритм работы блока 10 обработки информации. В устройстве за счет изменения последовательности измерения напряжения и тока фаз многофазной сети достигнуто исключение погрешности обусловленной неоднпвременностъю измерения токов и фаз многоразной сети. З стройство также содержит блок 5 определения знака , блок 6 АЦП, вклктающин регистр 7 последовательных приближений, ЦАП 8„ компаратор 9, блок 12 выборки-хранения . 1 ил. а Ј

союз советсиих социллистичесиих

РеспуБлин

"- 01 К»/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ п1 и гннт ссср

1 (61) 1257542 (21) 4439836/21 (22) 14.06.88 (46) 30. 10.9 1. Был . 1 - 40 (71) Институт электродинамики АН УССР (72) A.È. Пакрас, С„Г. Таранов и Ю.Ф. Тесик (53) 621.317.38 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1257542, кл, С 01 К 22/00, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСК01 ЭНЕРГИИ (57) Изобретение относятся к электроизмерительной технике и может -быть использовано при проектировании счетчиков активной электроэнергии многод1азной сети. Цель изобретения — повышение точности измерения электрической энергии многофазной сети. Это дос„„SU„„1688168 тигается введением дополнительных связей между первым мультиплексорам

3 н измерительными преобразователями

2.1-.?,п тока, а также между вторым мультиплексорам 4 и измерительными преобразователями 1.1-1.п напряжения.

Кроме того, изменен алгоритм работы блаха 10 обработки информации. В устройстве за счет изменения последовательности измерения напряжения и тока фаз мнагофазнай сети достигнуто ис-. ключение погрешности обусловленной неаднавременностью измерения токов и фа= .м""ногаразной сети, Устройство также содержит блок 5 определения знака, блок 6 АЦН, включающий. регистр 7 д последовательных приближений, ЦАП 8, кампаратар 9, блок 1 выборкч-хранеС:

1688168

Тз ОбрР (е?г T(c 0 13 0(.>.l t(я к з !)геK"", рои =— меритс.лт-,rroi} технике„мо)к(:т бытт. .»с-;! Пь.» Он;, г; <> при 110 « <",><з p!iè,> (чг т - > икoн

Я K Jr И В 13 О < (B)I (> К f PH>i (- (К (>r.r ) Н Е Р (ИИ !>f! f A 1" Ci"фаз«ой сет« и ян)тл eт г((по)TFIHTP3(ьт»ьп<( (с ос«оз«ому явт, св, ." I "2.. >7 ) 3>2, Цепь и )Обретен) >я по нbrjiie rir(e тОч "

НОСТИ т(З! (РР ЕНИ?! З!с(t<. г })11 -le СКОЙ 3 НЕ Р т ИИ многофаз«013 сети. I C>

Ця чертеже прсдс.танл(ня блок-схема устройства.

Устройство для измерени=l злектри" че ской э н Р p? ии г ot!e pú?! Ã ((з!>!е р «те)ть?! ь(с.

Преобразователи 1. 1-- I п 1 апряженил, ИBhrepzITeттьные Iтре«C>tr,! «О в<, TPJif.! 2 > 1 -2,. 1 тока, первый и втсро". !1;>!TBTHTtrfeK(!Opbr г

3 и (> соотнетстве:. Irñ),. ())ток 5 опрегт,ег(еНиЯ (3 11 (»к» ) я?3 ало) (: ц ь(:ров ОЙ Ilpe0 6!) аз(>" ватель 6 (Ngf} 6) ) г)егттс.(}) 7 последе- 2>з

Нательных ттриближетпг,, цнфс) о-ан ялот с —.

BblA Г>РСО(:,)аЗОВаТЕ3>Ь ..: (Ц(>Л 8), . KAMITii-" parn}) 9, с>бр?>ботки инФормации, источник 11 опор«с го напряжения,, ()JIAK

17 Выборки и хране«ия информации. 2)

ВыхОды измР})ите 11>!!J>rx !(peОбpc! 3ОВP! телей папря)т(ения с: 1, 1 пс 1.ц-й под-. ключены к входам мультиплексора 8 с второго по (T)+1} Н, а Выходы измерительных преобря !AB>;(з,.-(ей тока с 2,. I щ пО 2 „l)-й eoejTIT!Te?lb! с !эхо;тами мул!,тигттек«оря 4 с Второго и-. (и+1)-й соОrBeтств(тн«О „1>ьтхо!т .iy тт ГHTIJTpKcn})a > пОДктллче?! к TTPPBohrrt : хОД >г комттаОат01>Я

9, кс>торьтт(является .,ходом Ит}1 6, и г

35 пере я о IOK ) oljppITc 1(ния 3«ят(а — K первому входу блока 10 обработки ин(т)ормяцтти и к вход тт})анстенил поля)3-

Н 0 С Т Ьг3(> т « " Г 0 Ч?(И т(а I С> П 0 В! т О Г 0 Н а П> () ?1 ж (>" ния „выход которого с:<)B«

ВХОДОМ МУЛЬтИПЛЕКС.Ор,. : 4 Ä fr B. Сг-рой г<ы?:ОДь! блОкя 1 (, с>б >re <: Отки и«АО> >-МаЦИИ ттОД)СЛЮЧРНЫ i; У (РЯВ((ЯЮ(((ИМ ВХО((ат! мультит(лсксорон 8 и - ссстнетст)eifi!(Выход компар 1, op .!. ) op;,j!»13ен с и«фо}>-, < (} >

МаттИО?!НЬ!М ВХОДОМ;>Е Г: С Гт),г(7 Г>ОСЛЕДС-вательтсых приб)нгкс«ий, (. ) Лрт<)ньтт" вход регистр l 7 !Io«JTOJ(OE»(tòerir.ïb:x приближст(ий !To(Jr(Jff(Blelt !(" }.>е T riel >j Bbtхоцу блока 1 f Об}> аботки H!((t>opf t BIT!IT!, G Bbi" c (3 ход Зяверктение Trp<-.о(>рязоватэия" — к

Второму входу блока (() о(}работки и!-:— формации. и«формацио".()т!.11! Вы (0Ä1 регис;— ра 7 последовате)п,ньп; ",p::::,()JT?merrH(r соединен с третьим н);<)!1«к! блока 1(} с. обрабсттси инфо. Мя!т,- н т", ". Инфс)рмяцис н-ETbrM входом ЦАП 8, Вх<)Д «:.",орногс «аг(-.

1>Лжет!?тл ЦАП(8 ПО>Jl;>1юч<--т ". 1<ыхолу мультигтлексорс> А,,t !»! (К(3>, п(3)клю.»е!. к второму B>(AITy компярятора 9 и к âxî)ту блока 12 выборки и хра«ения. h«oê

12 выборки и хранения упряпг(тпс>т (ттм Входом C 0eJT Jr«err с те т В р т(-.тм r»»rx 0 310",-! бчо1 0 Обр,э б 0) J(Hl 13>.(1>о()?! 1! ITTH i а BI!X(>31AM

СОЕДИ?тe«С ПC .РНЫМ ВХОТ,)М М., -<ЬТ(l>JieK«Г)р<з 8 I}blxoJTbr изме!>итель !Ых ггрРОбря 3 (г)3а > ЕЛРИ >, 1 1, П П ! K l» Aä <> тяг мулт типлексора с(« (2п+2}-гс по (В+2) -й, я Выходы измерите.,-и,l!b!x преобря <» )Вя e!Tей ТOKB 2, — ? . и c()e>fHFtr tbi с I»xorrямтт мул? т-TI!31(> Kñope <(с (2!)+ 2) — ГО по,и+2) -й соотнетс гг»с. Но, г

Устройство pa()nтяс т гг(едуютят(м oáразом.

Г>лок 10 обря ">0)K,*. г!3 (oprrerrии упран. t;ie r t><3()A1 ОИ r «Vpnrtea Вя> ..(.>3!JЕ(г B;!F(FT г(одключеlттlе. Входных с и пялОВ цапряжР ния и тска к с.о. т!!стс (.!»у!«()(т!м егс. бло— кям. IIpzz зтом 03113« jl,?(«31 г ) (1(лк>чеl(ил сигна3(он ог!реде)тле гся гто«ледовяте "ь1!iIi Пот)КЛК)ЧЕНИЕМ BC Х НХОД((ЫХ CHÃtteлон мульт«глек«оров 5 ц (» к их т»ыходям н с ледук>т((РМ порядкс= „Цик)т измере«ия включает в себя послеловательнос подклк)чениР «Qr })ÿx(eпия, B затем тока с >Iулевой до Tl! и ()я»ьr> подклк>—

ЧЕНИЕ т«КЯ ЗатЕМ гтац})Я>?(Е!»И>! С тв-й фа »ь(гто нулР ВО(1, В Jl«льнгйк(ем Ii, IK31

ПОД (ЛЮНЕН«Я П013ТО}) <3 ЕТСЯ >

В начале цикла подклю тет(ия входных с?тг«ялов блок 1<} обработки BbrpBбятывает адрес, поступаю>глий с егo псрНОГО И ВТО}>ОГО ВЫХA."ОВ НЯ УПPаT!JIЛ!!t!>(иe

BxoJnt мультиплексорог, 8 и - < )AA) нетС;Belt?!O., Б РЕЗУЛЬтатЕ BT AB(r ВЫХОДНОЙ гигнал измеритель«о A преo(рязс,«pтеля 1. 1, няпряже«ия;e,>Pe мул!>»;T;3>e«сор 8 подключяетсл !< т»коду блока ) определения знака и к вx(оду А11П 6 (к

Г ЕРВОМУ ВХОДУ КОМПЯРЯтС>РЯ .- .;Я :r»r>JXO;1

H(С l ОЧ?тика 1 1 Al! Oj)B>O- О Н я "."!)«же «гя? !Од—

КЛЮЧ 1ЕТСЯ НРРеВ М)г IЬТ!Tr!ËPKCÎP - К

ПХО <(>г ОГ; Ор?!ОГО Н я >Ц) F!)! >e!r H!T 31."<Ц 8, >JIOT(Ч определения знака tip;)eê)rr<)÷«eò(F-, TtС:гтЯР >O 5 KОТО>)а«< :,O".l! P . ":BУ>C

ПОЛЛ})НОС .Т(т Его НЗ Огl«ОГ A СИГ!(Я)та ., 3(ялее на третьем гыходе б)roK;i, .(}

0 C>p;3 б О Г К и И Fr г Л 1 r H l r г <) >3«, (Я Е ; Г «1 1>ч(ает «а eтартo? ый

B+ .OrtJ P(- I 13С Г;)а 7 Пос гт("«>1! il J*P(! J> Fjb (IJ})I35

JjTT)KeНИй Н . (ЦП 6 -(ЯЧИ!!г(ЕT !PЕО<>rP>Я:»ОВяние выходного няпря>кения изменит(3311>ного преобразонятс»лл 1, I:напряжения В циф}) с ной к Од ° ПО OK OF! ч ill l .r 3 то

l (> ттроцесгя на выходе ".,.:.(1 "l<)rif- I t

TIl)e()бр()я<она«(»я гет".3.". Г я 7 11:.0«pгтоня- Г Р г! T>>fr!," 11>)и бгг 3;;Р rr jlf Я) (",гг t)>,"P f (

1688

J6R 6 пения знака, соответствующий полярности ггзиеррпг<ого тока После этого в блоке 1

К-J

Кд(1 Ig) г Т! p(> Т ) д =0 где К Т< — время измерения;

Т вЂ” mar дискретизации измеряе-мых величин;

1; (i .!. ) — кодовое значение мощности f ) в момент 1 Т„,;

Е (К 7 ) — количество электроэнергии, накопленной к моменту К Т ,J,aлее нсе описанные операцг<гл повторяются в устройстве цля остальных фаз — с второй по п — ю. При этом вначале производится аналого-цифровое преобразование сигнала фазного напряжения, затем код фазного напряжения умножается на аналоговую выборку соответствующего фазыаго тока, после чего полученная аналоговая выборка преобразуется н цифровой код (код мгновенной мощности), который суммируется - някопгенным в блоке 10 упранлеиг.я значенглеы энерггли„

После того как полу ген цифровой код мгновенной мощности последней п-й фазы B устройстве происходглт IToB тарение Описянны- Операг ий„ нячиняя с г.-й фазы и кончая первой. Причем благодаря введению новых связей подклю"- ение вьгходных с:-ггналов . .зиерительных преобр".ç",îâàòåëåé 1.<-1-;и напря;-.:ения и 2,1-2.п тока при помощи иультяплексорсв 3 и А !происходит в обратной послгдовательности. Поэтому для кягг дой фазы вначале произвоцится авала О-цифровое прсобразование сигнала фазна-а тока, затем код фазного тоха умножается на аналоговую выборку соответс -нующего фазного напряжения, после чего полу генная аналоговая выборка мгновенной мощности преобразуется в ци<Ърог<ой код (код игногенной мощности), который затем суимируется с накопленньм з блоке 1П управления значением ъчр-.<;äQ3HQpI ич JJGcJlP получения пос леднего Носового значения мгновенной мощн<эстгл первой фазы и ега суммирования; : нпяющегося последней операцией и данном цикле переключения входных пульс, пас туг!а<

1П прггннияет с

"",HßÊß.

Затеи блок 10 обработки информации на своем втэром вьгходе вьгра

О тате чего вь<ходной сигнал измерительного преоарязонателя 2.1 тока через мультиплексор 4 подключается к входу опорного няпряжения ЦАП 8. -Поэтому

На выходе ПЛП 8 формируется аналоговый

S сигнал. пропорциональный произведению ци<<<ровага кода напряжения на аналоговую выборку гока первой фазы. Этот сигнал представляет собой выборку мгновенной мощности Р (t) первой фазы. 2

Пад действием управляющего импульса, поступающего на управгяющкй вход блока 12 выборки и хранения с четвертого выходя блока 1

Далее блок 1Ð обработки информации на своих первом и втором выходах вырабатывает адрес„ поступающий на упЗО

pBR

40 знака переключает источник 11 опорного напряжения на полярность, аналогичпугО палярггости вьг<ходно! 0 сигналя блока 12 выборки и .-=,ранения, После. этого блок 10 обработки формирует на сноеи третьем выходе импульс посУ 45 тупающий на стартовый вход регистра

7 последовательных приближений, в

pезультате чего выходной сигнал блока

12 выборки и хранения информации IIpeобразуется и цифровой код. 50

Г о окончании аналого-цифрового преобразования с вьгхода Завергпение преобразования" регистра 7 поспедовательных приблжкений на второй вход блска, 0 обр<-.60

Составитель С. Хромов

Редактор M.Ðeäîëóæåíêî Техред М.Дидык Корректор Л. Пилипенко

Заказ 3705 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

11303."), Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, r.Óæãîðîä, ул. Гагарина,101 сигналои. начинается следующий цикл, и все описанные операции повторяются, Устройство измерения электрически>й энергии по авт„св. Р 1257542> о т л ич а ю щ е е с я тем, что> с целью понижения точности измерения элект- АФ"- А

/ . рической энергии, выходы измерительных преобразователей напряжения с первого по и-й подключены к входам второго мультиплексора с (2и+1)-го по

Ф (и+2)-й, а выходы измерительных преобразователей тока с первого по и-й соединены с входами первого мультиплексора с (2и+1?-ro по (и+2)-й соответственно.