Фазометр

 

Применение: устройство относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в фазометрах и в электронных приборах, измеряющих угол сдвига фаз между током и напряжением в электроэнергетических системах, и предназначено для измерения компенсации угла сдвига фаз между током и напряжением. Сущность изобретения: устройство содержит преобразователь угла сдвига фаз (2), индикатор (3), задающие блоки (4,5), сравнивающие блоки (6,7), элемент И (8), формирователь импульсов (9), делитель частоты (10), реверсивный накопитель (11), входную и выходные шины (1,12) с соответствующими связями. 3 ил.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в фазометрах и в электронных приборах, измеряющих угол сдвига фаз между током и напряжением в электроэнергетических системах, и предназначено для измерения компенсации угла сдвига фаз между током и напряжением.

Известны фазометры, например, Ц302 М1, предназначенные для измерения угла сдвига фаз в электроэнергетических системах, и а.с. СССР N 1061061 М. кл. 5 G 01 R 25/00. Недостатками таких фазометров являются их ограниченные функциональные возможности, прибор производит только измерения.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является фазометр D392к, выпускаемый ПО "Краснодарский ЗИП" (см."Техническое описание и инструкцию по эксплуатации. Фазометр D392к", Краснодар, 1991 г.), который состоит из (см. фиг.1) входа 1, преобразователя угла сдвига фаз 2, индикатора 3, двух задающих устройств 4,5; первого и второго сравнивающих устройств 6,7 соответственно. Недостатками прототипа являются ограниченные функциональные возможности: прибор обеспечивает отключение электрических цепей от нагрузки при выходе угла сдвига фаз из допустимой зоны.

Техническим результатом, который обеспечивает предполагаемое изобретение, является расширение функциональных возможностей фазометра, в частности, возможность компенсации реактивной составляющей мощности при выходе угла сдвига фаз из допустимой зоны.

Технический результат достигается тем, что в фазометр, содержащий вход устройства, преобразователь угла сдвига фаз, индикатор, два задающих блока, два сравнивающих блока; вход устройства соединен с входом преобразователя фазы, выход преобразователя фазы соединен с входом индикатора и первым входом сравнивающих блоков, вторые входы сравнивающих блоков соединены с выходами задающих блоков, введены логический элемент И, формирователь импульсов, делитель частоты, реверсивный накопитель и N выходов устройства, выходы сравнивающих блоков соединены с первым и вторым входом логического элемента И, выход логического элемента И соединен с входом установки нуля делителя напряжения, вход делителя частоты соединен с выходом формирователя импульсов, выход делителя частоты соединен с входом реверсивного накопителя, N выходов реверсивного накопителя соединен с N выходами фазометра, вход управления реверсом реверсивного накопителя соединен с выходом второго сравнивающего блока.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображена схема прототипа; на фиг.2 схема заявляемого устройства; на фиг.3 схема реализации реверсивного накопителя.

На фиг.1,2,3 изображено: 1 вход устройства; 2 преобразователь угла сдвига фаз; 3 индикатор; 4,5 задающие блоки, задающие значения фаз ϕ₂ и ϕ₁, т.е. диапазон значения фазы; 6,7 первый и второй сравнивающие блоки; 8 логический элемент И; 9 формирователь импульсов; 10 делитель частоты; 11 реверсивный накопитель;
12 N выходов устройства;
13 вход управления реверсом реверсивного накопителя;
14 инвертор;
15 N нечетных логических элементов И;
16 N четных логических элементов И;
17 N логических элементов ИЛИ;
18 счетный вход реверсивного накопителя;
19 ND-триггеров;
20 N выходов реверсивного накопителя.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый фазометр отличается от известного наличием новых элементов логического элемента И, формирователя импульсов делителя частоты, реверсивного накопителя и N выходов устройства и их связей соответственно.

Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна". Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, совпадающие с заявленным решением, что позволяет сделать вывод о том, что изобретение имеет изобретательский уровень. Изобретение является промышленно применимым, т.к. оно может быть использовано в электроизмерительной технике, а в частности, в фазометрах и в электронных приборах, измеряющих угол сдвига фаз между током и напряжением в электроэнергетических системах.

Описание фазометра в статике (см. фиг.2).

Вход устройства 1 соединен с входом преобразователя угла сдвига фаз 2, выход которого соединен с входом индикатора 3 и первыми входами сравнивающих блоков 6 и 7, вторые входы сравнивающих блоков 6 и 7 соединены с выходами задающих блоков 4 и 5, выходы сравнивающих блоков 6 и 7 соединены соответственно с первым и вторым входами логического элемента И 8, выход логического элемента И 8 соединен с входом установки нуля делителя частоты 10, вход которого соединен с выходом формирователя импульсов 9, выход делителя частоты 10 соединен с входом реверсивного накопителя 11, N выходов реверсивного накопителя 11, N выходов реверсивного накопителя 11 соединены с N выходами фазометра 12, вход 13 управления реверсом реверсивного накопителя 11 соединен с выходом второго сравнивающего блока 7.

Устройство работает следующим образом.

1. Рассмотрим случай, когда сдвиг фазы находится в диапазоне
ϕ₁<ϕ<ϕ₂ (1)
В этом случае на выходах сравнивающих блоков 6 и 7 имеем логические единицы, соответственно на выходе элемента И 8 имеется логическая единица, которая подается на вход установки нуля делителя частоты 10, реализованного, например, на микросхеме К561 ИЕ 16.

Реверсивный накопитель 11 и весь прибор находятся в статическом режиме, т. е. сохраняют предыдущее состояние.

2. Рассмотрим случай, когда нагрузка в электроэнергетической сети, в которой производится измерение сдвига фазы заявляемым устройством, имеет индуктивный характер.

В этом случае на выходе сравнивающего блока 5 имеем напряжение, соответствующее логическому нулю, и соответственно на выходе элемента И 8 имеем логический нуль. Делитель частоты импульсов 10 при этом начинает формировать импульсы с периодом, обеспечивающим полный разряд конденсаторных батарей, предназначенных для компенсации реактивной (индуктивной) мощности и управляемых заявляемым устройством через выходы 12 (конденсаторные батареи на фиг.2 не показаны).

Формирователь импульсов может быть выполнен, в частности, в виде генератора прямоугольных импульсов или в виде устройства, формирующего из синусоидального напряжения сети питания 50 HZ прямоугольные импульсы.

При появлении импульса на выходе делителя 10 очередного импульса на очередном выходе накопителя 11 состояние логического нуля меняется на состояние логической единицы, при этом в электроэнергетическую сеть включаются дополнительные компенсационные конденсаторы.

Реверсивный накопитель может быть реализован при помощи реверсивного счетчика и дешифратора или последовательно-параллельного регистра или D триггера. На фиг. 3 в качестве примера изображена схема реверсивного накопителя, реализованного на D триггерах. Данный реверсивный накопитель работает следующим образом. При подаче на вход управления реверсом 13 логического нуля логические элементы 16 закрываются, логические элементы 15 открываются. При этом логическая единица при поступлении счетных импульсов на вход 18 будет записываться на очередных D триггерах сверху вниз.

При подаче на вход управления реверсом 13 логической единицы происходит закрывание логических элементов 15 и открывание логических элементов 16.

При этом логический нуль при поступлении счетных импульсов на вход 18 будет записываться на очередных D триггерах 19 снизу вверх.

Поочередное изменение состояния логического нуля на логическую единицу на выходе реверсивного накопителя 11 и соответственно подключение дополнительных компенсирующих конденсаторов будет происходить, пока не восстановится неравенство (1). При этом неравенстве на выходе элемента 8 появляется логическая единица, которая останавливает процесс.

3. При уменьшении реактивной составляющей в электроэнергетической сети неравенство (1) нарушается и примет вид ϕ₁<ϕ₂<ϕ. На выходе сравнивающего блока 7 появится нуль и соответственно логический нуль на выходе элемента 8. В этом случае на выходе делителя частоты 10 начнут появляться импульсы, одновременно сигнал с выхода сравнивающего блока 7, имеется логический нуль и соответственно логический нуль на выходе элемента 8. При этом на выходе делителя частоты 10 начинают появляться импульсы. Одновременно сигнал с выхода сравнивающего блока 7 включает реверсное направление в накопителе 11. В результате с приходом очередного импульса с делителя 10 на очередном выходе накопителя 11 состояние логической единицы будет меняться на состояние логического нуля. Процесс отключения конденсаторов будет продолжаться до восстановления неравенства (1).

Таким образом, заявляемое техническое решение позволяет расширить функциональные возможности, в частности вырабатывать команды, обеспечивающие необходимое управление при компенсации реактивной составляющей мощности.

Формула изобретения

Фазометр, содержащий вход устройства, преобразователь угла сдвига фаз, индикатор, два задающих блока, два сравнивающих блока, вход устройства соединен с входом преобразователя угла сдвига фаз, выход которого соединен с входам индикатора и первыми входами сравнивающих блоков, вторые входы которых соединены с выходами задающих блоков, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены логический элемент И, формирователь импульсов, делитель частоты, реверсивный накопитель, N выходов устройства, выходы сравнивающих блоков соединены соответственно с первым и вторым входами логического элемента И, выход логического элемента И соединен с входом установки нуля делителя частоты, второй вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, выход делителя частоты соединен с входом реверсивного накопителя, N выходов реверсивного накопителя соединены с N выходами фазометра, вход управления реверсом реверсивного накопителя соединен с выходом второго сравнивающего блока.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3