Спосіб вимірювання реактивної складової повного струму в фазі трифазної електричної мережі змінної напруги

1. Спосіб вимірювання реактивної складової повного струму в фазі трифазної електричної мережі змінної напруги, що включає порівняння фаз синусоїд напруги і струму основної частоти і на C2 2 (19) 1 3 ням. Послідовно виконані 4 операції в наведеній формулі помітно збільшують похибку в обчисленні величини реактивного струму Ір Вищеописаний спосіб обрано за прототип. В основу винаходу поставлена задача зменшення похибки вимірювання і спрощення процесу вимірювання реактивного струму шляхом зменшення кількості операцій вимірювання. Поставлена задача вирішується тим, що згідно винаходу в способі вимірювання реактивної складової повного струму в фазі трифазної електричної мережі змінної напруги, що базується на порівнянні фаз синусоїд напруги і струму основної частоти і наступному розрахунку реактивної складової повного струму, згідно винаходу в мить переходу синусоїди фазної напруги мережі через нуль фіксують миттєве значення синусоїди повного фазного струму, по якому судять про миттєве значення реактивної складової повного фазного струму, а по знаку полярності останнього судять про відхилення по фазі реактивної складової повного фазного струму від синусоїди напруги. При цьому по позитивній полярності повного фазного струму в мить переходу фазної напруги через нуль від позитивної полярності до негативної судять про відставання реактивної складової фазного струму від синусоїди напруги, а по негативній полярності повного фазного струму в мить переходу фазної напруги через нуль від позитивної полярності до негативної судять про випередження реактивною складовою фазного струму синусоїди напруги. Сутність способу, що заявляється, пояснюється кресленням, де на Фіг.1 зображені синусоїди фазних напруги U і струмів І - випереджанного та відстоючого. На вісі ординат Фіг.1 відкладають миттєві значення напруги (В, кВ) і струмів І (А, кА), а на вісі абсцис - електричний кут q, який вимірюється в електричних градусах. Один період напруги має 360 ел. градусів, один півперіод - 180 ел. градусів, те ж саме відноситься і до струмів І. На Фіг.1 фазна напруга U зображена синусоїдою 1, фазний випереджаючий струм І зображений синусоїдою 2, фазний відстаючий струм - синусоїдою 3. Миттєві значення випереджаючого 2 та відстаючого 3 струмів у мить переходу напруги 1 через нуль позначені відрізками відповідно 4 та 5. Кут j1, на який струм 2 випереджає напругу 1, позначений відрізком 6, а кут j2, на який струм 3 відстає від напруги 1, позначений відрізком 7. Точка 8 є точкою переходу через нульове значення синусоїди 1 напруги U від позитивного значення (вверх від вісі q) до негативного (вниз від вісі q). Відзначимо, що струм І в якийсь визначений період часу може бути або тільки відстаючим (синусоїда 3), або тільки випереджаючим (синусоїда 2). 89351 4 Інколи синусоїда струму І співпадає з синусоїдою напруги U, точніше, співпадають їх моменти переходу через вісь 9 (через нуль). Це буває не часто, в разі чисто активного навантаження електромережі. Процес вимірювання реактивного струму відбувається таким чином. Один раз за період напруги (тривалість періоду 29 мілісекунд) фіксують точку переходу синусоїди напруги через нуль - на Фіг.1 це точка 8, де q=q8. Саме в цю мить, тобто коли q=q8, проводять вимірювання миттєвого значення струму. Якщо синусоїда струму відстає від синусоїди напруги 1, то вона має вигляд синусоїди 3 на Фіг.1. Тоді миттєве значення фазного струму в мить q=q8 дорівнює відрізку 5. Якщо ж синусоїда струму випереджає синусоїду напруги, то такий струм має вигляд синусоїди 2 на Фіг.1, а миттєве значення струму, що відповідає миті q=q8, дорівнює відрізку 4. Одночасно фіксують полярність струму у мить q=q8. Позитивна полярність струму - синусоїда 3 означає, що струм відстає від напруги 1 на кут j2 (відрізок 7 на Фіг.1. Негативна полярність струму в мить q=q8 свідчить про те, що струм випереджає напругу 1 на кут j1 (відрізок 6 на Фіг.1). Незалежно від характеру струму - випереджаючий струм або відстаючий - миттєве значення струму, яке відповідає точці 8, дає миттєву величину саме реактивного струму. Отже, відрізок 4 дає миттєву величину випереджаючого реактивного струму, а відрізок 5 - миттєву величину відстаючого реактивного струму. Виміряну миттєву величину реактивного струму з врахуванням його характеру - випереджаючий чи відстаючий - використовують в автоматичних системах керування безпосередньо. Якщо ж величину реактивного струму подають як інформацію, наприклад, на електронне табло, то її дають у вигляді діючого значення струму, яке отримують, поділивши миттєве значення струму на 2 . Розглянутий спосіб вимірювання реактивної складової повного струму вже знайшов практичне використання при модернізації діючих конденсаторних установок, які здійснюють компенсацію реактивної потужності в промислових електричних мережах змінної напруги. Це дозволило значно спростити сам вузол вимірювання реактивного струму, суттєво зменшити похибку вимірювання, одночасно скоротивши час, необхідний для виконання операції вимірювання, та прискоривши швидкодію операції вимірювання. Цей спосіб також використано в системах автоматичного керування збудженням синхронних електричних машин та електроприводів. 5 Комп’ютерна верстка В. Мацело 89351 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601