SU1308910A1 - Digital wattmeter - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике. Цель изобретени  - повышение точности измерений. Измерительный преобразователь содержит преобразователь 1 напр жени , преобразователь 2 тока, множительный блок 3, интегратор 7, блок 8 сравнени  и преобразователь 17 интервал - код. Дл  достижени  поставленной цели в устройство введены ключи 5 и 6, источник 4 опорного напр жени , триггеры 9 и 10, формирователь 11, умножитель 12 частоты, цифроаналоговый преобразователь 16 и образованы новые функциональные св зи. При этом преобразователь 17 интервал-код включает элемент 13 совпадени , счетчик 14 и регистр 15 пам ти. 1 ил. А (Л 00 о Ob соThis invention relates to electrical measuring technology. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy. The measuring transducer contains a voltage converter 1, a current converter 2, a multiplying unit 3, an integrator 7, a comparison unit 8 and an interval-code converter 17. To achieve this goal, keys 5 and 6, voltage source 4, triggers 9 and 10, driver 11, frequency multiplier 12, digital-to-analog converter 16 are entered into the device and new functional connections are formed. Here, the interval-code converter 17 includes a match element 13, a counter 14, and a memory register 15. 1 il. A (L 00 o Ob with

Description

10ten

1515

2020

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано дл  измерени  активной мопщости в энергосистемах в нормальных и аварийных режимах.The invention relates to electrical measuring equipment and can be used to measure active power in power systems in normal and emergency conditions.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности.The aim of the invention is to improve the accuracy.

На чертеже представлена структурна  схема предлагаемого .устройства. Устройство содержит входной преобразователь 1 напр жени , входной преобразователь 2 тока, множительный блок 3, источник 4 опорного напр жени , первый 5 и второй 6 ключи, интегратор 7, блок 8 сравнени , первый 9 и второй 10 триггеры, фop иpoвa- тель 11,- умножитель 12 частоты, состо щий из элемента 12 совпадени , счетчика 14, регистра 15 пам ти, цифроаналоговый преобразователь 16, При этом входной преобразователь 1 напр жени  включаетс  в контролируемую сеть параллельно, а входной преобразователь 2 тока - последовательно с нагрузкой, входы множительного бло- ка 3 подключены к выходам входных преобразователей 1 и 2, выход множительного блока 3 через первый ключ 5 соединен с входом интегратора 6, выход которого подключен к входу сравнивающего блока 8, а еыход последнего соединен с входом установки в нулевое состо ние первого триггера 9, источник 4.опорного напр жени  через второй ключ 6 соединен с входом интегратора 7, вход формировател  1 подключен к зажимам напр жени  контролируемой сети, а выход формировател  11 соединен с входом умножител  12 частоты и счетным входом второго триггера 10, пр мой выход второго триггера 10 соединен с управл ющим входом первого ключа 5, инверсный выход - с синхронизирующим входом первого триггера 9 иThe drawing shows the structural scheme of the proposed device. The device contains input voltage converter 1, input current converter 2, multiplying unit 3, reference voltage source 4, first 5 and second 6 keys, integrator 7, comparison block 8, first 9 and second 10 triggers, inverter 11, - a frequency multiplier 12 consisting of a matching element 12, a counter 14, a memory register 15, a digital-to-analog converter 16, wherein the input voltage converter 1 is connected to the monitored network in parallel, and the current input converter 2 is in series with the load, the inputs of the multiplier locks 3 are connected to the outputs of input converters 1 and 2, the output of the copying unit 3 is connected via the first switch 5 to the input of the integrator 6, the output of which is connected to the input of the matching unit 8, and the output of the latter is connected to the installation input to the zero state of the first trigger 9 source 4. support voltage through the second switch 6 is connected to the input of the integrator 7, the input of the imaging unit 1 is connected to the voltage terminals of the controlled network, and the output of the imaging unit 11 is connected to the input of the frequency multiplier 12 and the counting input of the second trigger 10, forward m th output of the second flip-flop 10 is connected to the control input of the first switch 5, an inverse output - to the synchronization input of the first flip-flop 9, and

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При по влении на выходе второго триггера 10 потенциала логической единицы, соответствующего началу первого .периода преобразовани , счетчик 14 устанавливаетс  в начальное состо ние , сигнал, пропорциональный произведению мгновенных значений тока и напр жени  в контролируемой цепи, с выхода блока 3 поступает на интегратор 7, По истечении первого периода преобразовани  на выходе интегратора 7 сигнал напр жени  равенWhen the potential of the logical unit corresponding to the beginning of the first conversion period appears at the output of the second trigger 10, the counter 14 is set to the initial state, the signal proportional to the product of the instantaneous values of current and voltage in the controlled circuit, from the output of block 3 goes to the integrator 7, After the first conversion period, at the output of the integrator 7, the voltage signal is equal to

- S-C I - SCI

uidt + Пuidt + P

нам us

(О(ABOUT

иand

т Намt us

30thirty

где RC - посто нна  интегратора; i, U - мгновенные значени  токаwhere RC is the integrator constant; i, U - instantaneous current values

и напр жени  в контролируемой сети;and voltages in a controlled network;

длительность периода напр жени  (тока); напр жение на выходе интегратора 7 к моменту замыкани  первого ключа 5. В начале второго периода преобразовани  на выходе второго триггера 10 по вл етс  потенциал логического нул , при этом ключ 5 размыкаетс , , с выхода второго триггера 10 на синхронизирующий вход первого триггера 9 поступает импульс и на выходе триггера 9 по вл етс  потенциал 35 логической единицы, при котором замыкаетс  второй ключ 6 и открываетс  элемент 13 совпадени , интегратор 7 разр жаетс  выходным сигналом U источника и на вход счетчика 14 начинают поступать импульсы с выхода умножител  12,,В момент достижени  выходным напр жением интегратора 7 напр жени  срабатывани  блока 8 последний срабатывает, на его выходеduration of the voltage (current) period; the voltage at the output of the integrator 7 to the time of closure of the first key 5. At the beginning of the second conversion period, a potential of zero appears at the output of the second trigger 10, and the key 5 opens, from the output of the second trigger 10 a pulse arrives at the sync input of the first trigger 9 and at the output of flip-flop 9 a potential 35 of the logical unit appears, at which the second key 6 closes and the coincidence element 13 opens, the integrator 7 is discharged by the output signal U of the source, and pulses from the output of the multiplier 12,. At the moment when the output voltage of the integrator 7 reaches the operation voltage of unit 8, the last one operates,

4040

входом установ- 45 по вл етс  импульс, переключающий вthe input set- 45 appears pulse switching in

ки в О счетчика 14, выход умножите- нулевое положение триггер 9, Это л  12 частоты подключен к второму приводит к запиранию элемента 13 сов- 13 совпадени , первый падени  и размыканию ключа 6, в ревходу элемента вход которого соединен с выходом первого триггера 9 и управл ющим входом второго ключа 6, выход элемента 13 совпадени  соединен со счетным входом счетчика 14, выход которого подключен к входу регистра 15 пам ти, а выход последнего соединен с входом цифроаналюговсго преобразовател  16, установочный вход регистра 15 пам ти соединен с выходом первого триггера.k in O counter 14, the output is multiplied - zero position trigger 9, This l 12 frequency connected to the second leads to locking the element 13 coincidentally 13 coinciding, the first falling and opening the key 6, in the rover of the element whose input is connected to the output of the first trigger 9 and the control input of the second key 6, the output of the coincidence element 13 is connected to the counting input of the counter 14, the output of which is connected to the input of the memory register 15, and the output of the latter is connected to the input of the digital-analog converter 16, the setting input of the memory register 15 is connected to the output ne Vågå trigger.

зультате чего импульсы с выхода ум- 50 ножител  12 перестают поступать на счетчик 14, а интегратор 7 переходит в режим хранени , в котором он находитс  вплоть до начала следующего периода входного напр жени , Следо- 55 вательно, напр жение на выходе интегратора 7 в этот момент, равное напр жению срабатывани  блока 8, равно напр жению UHQM в формуле (1),As a result, the pulses from the output of the smart switch 12 no longer flow to the counter 14, and the integrator 7 switches to the storage mode, in which it remains until the beginning of the next input voltage period. Consequently, the output voltage of the integrator 7 is a moment equal to the tripping voltage of unit 8 is equal to the voltage UHQM in the formula (1),

5five

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При по влении на выходе второго триггера 10 потенциала логической единицы, соответствующего началу первого .периода преобразовани , счетчик 14 устанавливаетс  в начальное состо ние , сигнал, пропорциональный произведению мгновенных значений тока и напр жени  в контролируемой цепи, с выхода блока 3 поступает на интегратор 7, По истечении первого периода преобразовани  на выходе интегратора 7 сигнал напр жени  равенWhen the potential of the logical unit corresponding to the beginning of the first conversion period appears at the output of the second trigger 10, the counter 14 is set to the initial state, the signal proportional to the product of the instantaneous values of current and voltage in the controlled circuit, from the output of block 3 goes to the integrator 7, After the first conversion period, at the output of the integrator 7, the voltage signal is equal to

- S-C I - SCI

uidt + Пuidt + P

нам us

(О(ABOUT

00

иand

т Намt us

00

где RC - посто нна  интегратора; i, U - мгновенные значени  токаwhere RC is the integrator constant; i, U - instantaneous current values

и напр жени  в контролируемой сети;and voltages in a controlled network;

длительность периода напр жени  (тока); напр жение на выходе интегратора 7 к моменту замыкани  первого ключа 5. В начале второго периода преобразовани  на выходе второго триггера 10 по вл етс  потенциал логического нул , при этом ключ 5 размыкаетс , , с выхода второго триггера 10 на синхронизирующий вход первого триггера 9 поступает импульс и на выходе триггера 9 по вл етс  потенциал 5 логической единицы, при котором замыкаетс  второй ключ 6 и открываетс  элемент 13 совпадени , интегратор 7 разр жаетс  выходным сигналом U источника и на вход счетчика 14 начинают поступать импульсы с выхода умножител  12,,В момент достижени  выходным напр жением интегратора 7 напр жени  срабатывани  блока 8 последний срабатывает, на его выходеduration of the voltage (current) period; the voltage at the output of the integrator 7 to the time of closure of the first key 5. At the beginning of the second conversion period, a potential of zero appears at the output of the second trigger 10, and the key 5 opens, from the output of the second trigger 10 a pulse arrives at the sync input of the first trigger 9 and at the output of the trigger 9 a potential 5 of the logical unit appears, at which the second key 6 closes and the coincidence element 13 opens, the integrator 7 is discharged by the output signal U of the source and the pulses from the output 14 begin to arrive the output of the multiplier 12,. At the moment when the output voltage of the integrator 7 reaches the operation voltage of unit 8, the last one operates, at its output

00

зультате чего импульсы с выхода ум- 50 ножител  12 перестают поступать на счетчик 14, а интегратор 7 переходит в режим хранени , в котором он находитс  вплоть до начала следующего периода входного напр жени , Следо- 55 вательно, напр жение на выходе интегратора 7 в этот момент, равное напр жению срабатывани  блока 8, равно напр жению UHQM в формуле (1),As a result, the pulses from the output of the smart switch 12 no longer flow to the counter 14, and the integrator 7 switches to the storage mode, in which it remains until the beginning of the next input voltage period. Consequently, the output voltage of the integrator 7 is a moment equal to the tripping voltage of unit 8 is equal to the voltage UHQM in the formula (1),

33

Врем  разр да (tp) интегратора определ етс  из соотношени The discharge time (tp) of the integrator is determined from the relation

II

ic 1 ic 1

T+ttT + tt

1one

dt . и„„,- j dt. and „„, - j

II

ГТGT

--Р, --R,

JUonJuon

(2) (3)(2) (3)

где P - uidt - активна  мощность о контролируемой сети , ,where P - uidt - active power of the monitored network,,

За врем  t- в счетчике 14 запишет- с  код, соответствующий числуDuring the time t-in counter 14 will write down, with a code corresponding to the number

п f.ju- .n f.ju-.

.(4).(four)

где f щ. - частота импульсов на выхо-where f y - frequency of impulses at the output

(jii(jii

де умножител  12.de multiplier 12.

Частота входных импульсов последнего равна частоте сети f. , следовательно ,The frequency of the input pulses of the latter is equal to the network frequency f. , Consequently ,

f|jq Куц fg ,f | jq Kutz fg,

где К (.ц - коэффициент передачи умножител  12. Из (4) с учетом (3) следуетwhere K (. c is the transfer coefficient of the multiplier 12. From (4) and taking into account (3) it follows

К TO

KvKv

. f . i.p Jl.p C51 цч c тт п 1 .Lion on. f. i.p Jl.p C51 cc c tt n 1 .Lion on

т.е. число, записанное в счетчике 14 пропорционально активной мошдости в контролируемой цепи.those. the number written in counter 14 is proportional to the active cost in the controlled circuit.

При разр де интегратора 7 до напр жени  и цдц срабатывает блок 8, при этом первый триггер 9 устанавливаетс  в нулевое состо ние, второй ключ 6 размыкаетс , элемент 13 за- крываетс , а на установочный вход регистра 15 поступает управл ющий сигнал ввода кода числа п, определ емого формулой (4), который записан в счетчике 14.When integrator 7 is discharged to the voltage and cdts, block 8 is triggered, the first trigger 9 is set to the zero state, the second key 6 is opened, element 13 is closed, and the control input of the register n defined by the formula (4), which is recorded in the counter 14.

Код, соответствующий числу, записанному в счетчике, хранитс  в регистре до моменуа обновлени  информации в счетчике 14 к концу следующего цикла преобразовани . Параметры элементов схемы выбраны таким образом , что t.p «i Т при всех изменени х частоты контролируемой сети, в реВНИИПИ Заказ 1793/36 . Тираж 731 ПодписноеThe code corresponding to the number recorded in the counter is stored in the register until the update of information in the counter 14 by the end of the next conversion cycle. The parameters of the circuit elements are chosen in such a way that t.p "i T for all changes in the frequency of the monitored network, in order. 1793/36. Circulation 731 Subscription

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4Random polygons pr-tie, Uzhgorod, st. Project, 4

fOfO

5 five

00

5five

00

5five

0 50 5

0 0

104104

зультате чего цикл преобразовани  не превосходит двух периодов.As a result, the conversion cycle does not exceed two periods.

Claims (1)

Формула изобретейи Formula inventions Измерительный преобразователь активной мощности, содержащий входные преобразователи напр жени  и тока, выходы которого соединены с входами множительного блока, а входы  вл ютс  входами преобразовател , последовательно соединенные интегратор и блок сравнени , преобразователь интервал - код, отличающий- с   тем, что, с целью повышени  точности, в него введены два ключа, источник опорного напр жени , формирователь , умножитель частоты, два триггера и цифроаналоговый преобразователь , а преобразователь интервал - код выполнен в виде последовательно соединенных элемента совпадени , счетчика и регистра пам ти, вход формировател   вл етс  третьим входом устройства, выход множительного блока соединен с информационным входом первого ключа, источник . опорного напр жени  соединен с информационным входом второго ключа, выходы которых соединены с входом интегратора , выход блока сравнени  соединен с входом установки в О первого триггера, пр мой выход которого соединен с управл ющим входом второго ключа, первым входом элемента совпадени  и входом управлени  записью в регистр пам ти, выход формировател  соединен с входом умножител  частоты и со счетным входом второго триггера, выход умножител  частоты соединен с вторым входом элемента совпадени , пр мой выход вто рого триггера соединен с управл ющим входом первого ключа, инверсный выход - с информационным входом второго триггера , с входом записи первого триггера и с входом установки в О счетчика , выход регистра пам ти соединен с входом аналого-цифрового преобразовател , выход которого  вл етс  вторым , выходом устройства, первым выходом устройства  вл етс  выход регистра пам ти.An active power transducer containing input voltage and current transducers, the outputs of which are connected to the inputs of the multiplication unit, and the inputs are the transducer inputs, the integrator and the comparator unit connected in series, the interval converter is a code that differs from precision, it includes two keys, a reference voltage source, a driver, a frequency multiplier, two triggers and a digital-to-analog converter, and an interval converter — the code is made as of the coincident unit, the counter and the memory register, the driver input is the third device input, the output of the duplication unit is connected to the information input of the first key, the source. the reference voltage is connected to the information input of the second key, the outputs of which are connected to the integrator input, the output of the comparison unit is connected to the installation input O of the first trigger, the direct output of which is connected to the control input of the second key, the first input of the matching element and the recording control input to memory register, the output of the imager is connected to the input of the frequency multiplier and with the counting input of the second trigger; with the control input of the first key, the inverse output with the information input of the second trigger, with the recording input of the first trigger and with the installation input into the counter O, the output of the memory register connected to the input of the analog-digital converter, the output of which is the second, the output of the device The first output of the device is the output of the memory register.