×
20.03.2014
216.012.ad1f

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗНОЙ ЕМКОСТИ ЭЛЕКТРОСЕТИ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для измерения емкости между фазами и корпусом (или землей) в любых трехфазных электросетях, например в судовых. Описан способ измерения фазной емкости электросети с изолированной нейтралью, который включает в себя поочередное измерение токов замыкания каждой из фаз и отличается тем, что дополнительно измеряют углы между векторами токов замыкания и векторами возникающих при замыканиях напряжений на нейтрали, используя которые рассчитывают фазные емкости. Способ повышает точность и устраняет ошибки при определении фазных емкостей электросети. 3 ил.
Основные результаты: Способ измерения фазной емкости электросети с изолированной нейтралью, включающий поочередное измерение токов замыкания на землю каждой из фаз, отличающийся тем, что измеряют углы между векторами токов замыкания и векторами возникающих при замыканиях напряжений на нейтрали, по которым известным способом рассчитывают углы между векторами токов замыкания и векторами токов утечки незамыкаемых фаз, используя которые рассчитывают фазные емкости по следующему выражению: ,где C, C, C - значения емкостей между каждой из фаз и корпусом (или землей); ω - угловая частота сети; U - действующее значение напряжения сети; α, α, α - углы между током замыкания и током утечки отстающей фазы; β, β, β - углы между током замыкания и током утечки опережающей фазы; I, I, I - действующие значения токов замыкания фаз.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для измерения емкости между фазами и корпусом (или землей) в любых трехфазных электросетях, например в судовых.

Известен способ измерения емкости (RU №143141 A1, G01R 27/26, опубл. 01.01.1961), заключающийся в осциллографировании процесса разряда емкости через известное сопротивление при помощи пересчетной схемы, преобразующей постоянную времени в величину емкости.

Недостатком способа является его неприменимость для измерения емкости в сети без ее обесточивания, что затрудняет его применение.

Известен способ измерения емкости относительно корпуса судовых электроэнергетических систем (RU №2028633 С1, G01R 27/18, опубл. 09.02.1995), заключающийся в том, что обесточивают систему, включают коммутационные аппараты, проверяют отсутствие гальванических связей с корпусом, закорачивают между собой три фазы главного распределительного щита, после чего включают мост переменного тока между любой удобной точкой токоведущих частей системы и корпусом и производят измерение суммарной емкости системы относительно корпуса.

Недостатком способа является его неприменимость для измерения емкости в электросети без ее обесточивания, а также отсутствие возможности измерения емкости отдельных фаз.

Наиболее близким является способ определения фазных емкостей электросистемы относительно корпуса (Ксенофонтов А.П. Защитные устройства в судовых и береговых электроустановках рыбной промышленности / А.П.Ксенофонтов, Ю.А.Шестопалов, В.Я.Островский. - М., 1984. - 255 с., стр.246), который принят в качестве ближайшего аналога, заключающийся в поочередном замыкании фаз электросети на корпус через амперметр и дальнейшем расчете фазных емкостей по измеренным токам однофазных замыканий на корпус.

Недостатком данного способа является то, что расчет проводится либо по упрощенным выражениям, приводящим к большой погрешности, либо по нелинейной системе уравнений, имеющей несколько решений и требующей применения численных методов, что не исключает ошибки при определении фазных емкостей электросети.

Задача изобретения заключается в повышении точности определения фазной емкости электросети за счет использования дополнительного параметра, который позволяет упростить расчеты, проводимые после измерений.

Для решения поставленной задачи в известном способе, включающем поочередное измерение токов замыкания на землю каждой из фаз, предлагается измерять углы между векторами токов замыкания и векторами возникающих при замыканиях напряжений на нейтрали, по которым известным способом рассчитывать углы между векторами токов замыкания и векторами токов утечки незамыкаемых фаз, используя которые рассчитывать фазные емкости по следующему выражению:

где CA, CB, CC - значения емкостей между каждой из фаз и корпусом (или землей); ω - угловая частота сети; Uc - действующее значение напряжения сети; αA, αB, αC - углы между током замыкания и током утечки отстающей фазы; βA, βB, βC - углы между током замыкания и током утечки опережающей фазы; IA, IB, IC - действующие значения токов замыкания фаз.

На прилагаемых к заявке графических материалах изображены:

- на фиг.1 - схема измерений при реализации способа при использовании для определения угла между вектором тока замыкания и вектором напряжения на нейтрали ваттметра с обмоткой напряжения, включенной между нейтралью и корпусом;

- на фиг.2 - схема измерений при реализации способа при использовании для определения угла между вектором тока замыкания и вектором напряжения на нейтрали ваттметра с обмоткой напряжения, подключаемой поочередно между каждой из незамыкаемых фаз и корпусом;

- на фиг.3 - векторная диаграмма токов и напряжений при замыкании одной из фаз.

На прилагаемых схемах приняты следующие обозначения:

1 - амперметр; 2 - ваттметр; 3 - обмотки электрооборудования; 4 - фазная емкость сети; 5 - электросистема; 6 - вектор тока замыкания; 7 - вектор тока утечки через отстающую фазу от замыкаемой; 8 - вектор тока утечки через опережающую фазу; 9 - вектор напряжения на нейтрали; 10 - вектор напряжения на отстающей фазе после замыкания; 11 - вектор напряжения на опережающей фазе после замыкания; 12 - вектор эдс замыкаемой фазы; 13 - вектор эдс отстающей фазы; 14 - вектор эдс опережающей фазы.

Повышение точности и простоты определения емкости достигается за счет того, что благодаря измерениям угла между вектором тока замыкания и вектором напряжения на нейтрали удается определить углы между током замыкания и токами утечки незамыкаемых фаз. Это значительно упрощает дальнейший расчет фазных емкостей сети, заключающийся в вычислении линейной системы уравнений, имеющей единственное решение.

На фиг.1 и 2 изображены варианты подключения измерительных приборов при реализации способа. В варианте, изображенном на фиг.1, для проведения измерений амперметр 1 включается между фазой и корпусом, а ваттметр 2 включается токовой обмоткой последовательно с амперметром и обмоткой напряжения между нейтралью сети и корпусом.

В варианте, изображенном на фиг.2, амперметр 1 включается между фазой и корпусом, а ваттметр 2 включается токовой обмоткой последовательно с амперметром, а обмоткой напряжения сначала включается между одной из незамыкаемых фаз и корпусом, затем включается между второй из незамыкаемых фаз и корпусом. В дальнейшем оба показания ваттметра складываются и делятся на три.

По измеренным значениям тока и активной мощности по известному выражению можно определить угол между вектором тока замыкания и вектором напряжения на нейтрали при замыкании i-й фазы:

где Pi - активная мощность при замыкании i-й фазы; Ui - фазное напряжение сети; Ii - ток замыкания i-й фазы (Основы теории цепей. Учебник для вузов / Г.В.Зевеке, П.А.Ионкин, А.В.Нетушил, С.В.Страхов. - 4-е изд. - М., «Энегрия», 1975. - 752 с.; стр.135).

Как видно из векторной диаграммы, изображенной на фиг.3, вектор тока замыкания образует треугольник с векторами токов утечки каждой из незамыкаемых фаз 7 и 8. При этом векторы токов утечки незамыкаемых фаз 7 и 8 всегда сдвинуты по отношению к вектору напряжения замыкаемой фазы на углы и . Исходя из этого углы в рассматриваемом треугольнике могут быть найдены следующим образом: между вектором тока замыкания и вектором тока утечки отстающей фазы 8

а между вектором тока замыкания и вектором тока утечки опережающей фазы 7

Представив модуль вектора тока замыкания как сумму проекций на него векторов токов утечки незамыкаемых фаз, которые в свою очередь линейно зависят от емкости этих фаз, можно составить систему линейных уравнений для замыкания каждой фазы. Решением этой системы будут емкости каждой из фаз.

Пример реализации способа показан на фиг.1 и фиг.2. Фазные емкости сети имеют следующие значения: CA=2 мкФ; CB=8 мкФ; CC=4.5 мкФ. Напряжение сети 230 В. Частота сети 50 Гц.

Показания приборов при измерении по варианту, изображенному на фиг.1:

амперметр - IA=1.133 А; IB=0.596 А; IC=0.947 А;

ваттметр - PA=34.36 Вт; PB=24.54 Вт; PC=58.9 Вт.

Расчеты, проведенные по выражению (2), дают следующие величины:

φA=80.8°; φB=77.48°; φC=109.1°.

Откуда по выражениям (3) и (4):

αA=20.8°; αB=17.48°; αC=49.1°;

βА=39.18°; βB=42.52°; βC=10.89°.

Подставив эти значения в выражение (1), получим следующие величины фазных емкостей: CA=1 мкФ; CB=8 мкФ; CC=4.5 мкФ.

Проведя измерения по схеме, изображенной на фиг.2, получим следующие показания приборов:

Амперметр - IA=1.133 А; IB=0.596 А; IC=0.947 А;

ваттметр - PAB=132.52 Вт; PAC=-235.6 Вт (замыкание фазы А);

PBA=-132.52 Вт; PBC=58.9 Вт (замыкание фазы В);

PCA=235.6 Вт; PCB=58.9 Вт (замыкание фазы С).

Суммы показаний ваттметра, полученных при замыкании каждой из фаз, разделенные на три:

PA=34.36 Вт; PB=24.54 Вт; PC=58.9 Вт.

Как видно, исходные данные расчета совпадают с предыдущим вариантом реализации способа. Поскольку дальнейшие вычисления аналогичны приведенным выше, то и результат получается такой же.

Использование способа, принятого за ближайший аналог, приводит к следующему.

Результаты расчета по упрощенным выражениям - CA=2.3 мкФ; CB=8.29 мкФ; CC=4.37 мкФ. Максимальная погрешность определения емкостей составляет 14.48%.

Используемая вместо упрощенных выражений система нелинейных уравнений имеет два решения: 1 - соответствующее действительным значениям фазных емкостей (CA=2 мкФ; CB=8 мкФ; CC=4.5 мкФ); 2 - несоответствующее действительным значениям фазных емкостей (CA=3.65 мкФ; CB=0.12 мкФ; CC=3.87 мкФ), что может привести к ошибке определения фазных емкостей.

Таким образом, видно, что способ решает поставленную задачу точного определения фазных емкостей электросети и исключает возможность возникновения ошибки.

Способ измерения фазной емкости электросети с изолированной нейтралью, включающий поочередное измерение токов замыкания на землю каждой из фаз, отличающийся тем, что измеряют углы между векторами токов замыкания и векторами возникающих при замыканиях напряжений на нейтрали, по которым известным способом рассчитывают углы между векторами токов замыкания и векторами токов утечки незамыкаемых фаз, используя которые рассчитывают фазные емкости по следующему выражению: ,где C, C, C - значения емкостей между каждой из фаз и корпусом (или землей); ω - угловая частота сети; U - действующее значение напряжения сети; α, α, α - углы между током замыкания и током утечки отстающей фазы; β, β, β - углы между током замыкания и током утечки опережающей фазы; I, I, I - действующие значения токов замыкания фаз.
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗНОЙ ЕМКОСТИ ЭЛЕКТРОСЕТИ
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗНОЙ ЕМКОСТИ ЭЛЕКТРОСЕТИ
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗНОЙ ЕМКОСТИ ЭЛЕКТРОСЕТИ
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗНОЙ ЕМКОСТИ ЭЛЕКТРОСЕТИ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 21-30 из 51.
10.01.2015
№216.013.1b69

Устройство для контроля и измерения характеристик процесса шлакообразования в конвертере

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для оперативного контроля состояния конвертерного процесса. Технический результат - повышение качества контроля. Технический результат достигается за счет того, что устройство содержит несколько последовательно связанных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538445
Дата охранного документа: 10.01.2015
27.01.2015
№216.013.2087

Способ измерения размеров микрокристаллов

Изобретение относится к радиоспектроскопии ЯКР и может быть использовано для измерения размеров микрокристаллов, содержащих квадрупольные ядра. Способ включает регистрацию сигналов квадрупольного спинового эха, определение времени релаксации посредством инверсии преобразования Лапласа, расчет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539775
Дата охранного документа: 27.01.2015
10.04.2015
№216.013.3917

Способ определения параметров вариабельности сердечного ритма

Изобретение относится к медицинской технике. Осуществляют измерение, последовательно примыкающих друг к другу интервалов R-R. Формируют массив данных. Вычисляют среднее значение измеренных интервалов R-R и частоту пульса как величину, обратную среднему значению измеренных интервалов, а также...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546103
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3945

Способ и устройство получения водорода и кислорода из водяного пара с электрической гравитационной водородной ячейкой

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для частичного или полного замещения углеводородного топлива на различных видах транспорта, в отопительных системах жилых и производственных помещений, в генераторах производства пара и для раздельного получения чистого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546149
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3b7b

Устройство для измерения плотности тока в локальных объемах твердых сред

Изобретение относится к измерительной технике и обеспечивает измерение плотности тока в локальных объемах твердых сред. Датчик устройства представляет собой толстостенную трубку-дюбель 1, выполненную из диэлектрического пластичного материала, на наружной цилиндрической поверхности которой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546715
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.404a

Способ двухкаскадной амортизации опорных конструкций машин

Изобретение относится к машиностроению. Способ заключается в формировании системы двухкаскадного опирания вибрирующего объекта на основание через амортизаторы и промежуточную опорную раму. Внутрь полостей рамы закачана жидкость с элементами, выполненными в виде шаров. Шары изготовлены из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547946
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.05.2015
№216.013.487f

Способ упрочнения деталей из титановых сплавов диффузионным насыщением

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке деталей и оснастки из титановых сплавов, эксплуатируемых в условиях контактного абразивного износа. Способ включает упаковку механически обработанных деталей в контейнер с порошковой смесью из углеродо- и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550066
Дата охранного документа: 10.05.2015
10.06.2015
№216.013.51bb

Композиция продукта с биологически активными свойствами

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к области функционального питания, и предназначено для людей, занимающихся спортом или тяжелым физическим трудом. Композиция продукта содержит водный экстракт ферментолизата рыбной чешуи. Водный экстракт ферментолизата рыбной чешуи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552444
Дата охранного документа: 10.06.2015
20.10.2015
№216.013.8357

Способ получения мясного полуфабриката высокой степени готовности

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано в производстве мясных сбалансированных полуфабрикатов высокой степени готовности. Композиция включает размороженное до +2°С мясное сырье в виде говядины PSE, свинины PSE, мяса индейки, предварительно выдержанного в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002565226
Дата охранного документа: 20.10.2015
20.10.2015
№216.013.8359

Способ получения рыбного полуфабриката

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ включает подготовку и нарезание кусочками рыбного филе и овощных компонентов, укладку в тару, укупоривание и замораживание. Укладку в тару осуществляют послойно, причем нижний слой формируют из кусочков рыбного филе, а верхний - из овощных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002565228
Дата охранного документа: 20.10.2015
Показаны записи 21-30 из 64.
20.12.2014
№216.013.10ec

Композиция для приготовления функционального желейного продукта и способ его получения

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть применено для получения функционального желейного продукта. Композиция для приготовления функционального желейного продукта включает структурообразователь, поваренную соль, лимонную кислоту, петрушку и воду. При этом в качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535755
Дата охранного документа: 20.12.2014
10.01.2015
№216.013.1b69

Устройство для контроля и измерения характеристик процесса шлакообразования в конвертере

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для оперативного контроля состояния конвертерного процесса. Технический результат - повышение качества контроля. Технический результат достигается за счет того, что устройство содержит несколько последовательно связанных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538445
Дата охранного документа: 10.01.2015
27.01.2015
№216.013.2087

Способ измерения размеров микрокристаллов

Изобретение относится к радиоспектроскопии ЯКР и может быть использовано для измерения размеров микрокристаллов, содержащих квадрупольные ядра. Способ включает регистрацию сигналов квадрупольного спинового эха, определение времени релаксации посредством инверсии преобразования Лапласа, расчет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539775
Дата охранного документа: 27.01.2015
10.04.2015
№216.013.3917

Способ определения параметров вариабельности сердечного ритма

Изобретение относится к медицинской технике. Осуществляют измерение, последовательно примыкающих друг к другу интервалов R-R. Формируют массив данных. Вычисляют среднее значение измеренных интервалов R-R и частоту пульса как величину, обратную среднему значению измеренных интервалов, а также...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546103
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3945

Способ и устройство получения водорода и кислорода из водяного пара с электрической гравитационной водородной ячейкой

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для частичного или полного замещения углеводородного топлива на различных видах транспорта, в отопительных системах жилых и производственных помещений, в генераторах производства пара и для раздельного получения чистого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546149
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3b7b

Устройство для измерения плотности тока в локальных объемах твердых сред

Изобретение относится к измерительной технике и обеспечивает измерение плотности тока в локальных объемах твердых сред. Датчик устройства представляет собой толстостенную трубку-дюбель 1, выполненную из диэлектрического пластичного материала, на наружной цилиндрической поверхности которой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546715
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.404a

Способ двухкаскадной амортизации опорных конструкций машин

Изобретение относится к машиностроению. Способ заключается в формировании системы двухкаскадного опирания вибрирующего объекта на основание через амортизаторы и промежуточную опорную раму. Внутрь полостей рамы закачана жидкость с элементами, выполненными в виде шаров. Шары изготовлены из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547946
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.05.2015
№216.013.487f

Способ упрочнения деталей из титановых сплавов диффузионным насыщением

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке деталей и оснастки из титановых сплавов, эксплуатируемых в условиях контактного абразивного износа. Способ включает упаковку механически обработанных деталей в контейнер с порошковой смесью из углеродо- и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550066
Дата охранного документа: 10.05.2015
10.06.2015
№216.013.51bb

Композиция продукта с биологически активными свойствами

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к области функционального питания, и предназначено для людей, занимающихся спортом или тяжелым физическим трудом. Композиция продукта содержит водный экстракт ферментолизата рыбной чешуи. Водный экстракт ферментолизата рыбной чешуи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552444
Дата охранного документа: 10.06.2015
20.10.2015
№216.013.8357

Способ получения мясного полуфабриката высокой степени готовности

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано в производстве мясных сбалансированных полуфабрикатов высокой степени готовности. Композиция включает размороженное до +2°С мясное сырье в виде говядины PSE, свинины PSE, мяса индейки, предварительно выдержанного в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002565226
Дата охранного документа: 20.10.2015
+ добавить свой РИД