ФАЗОМЕТР

Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения сдвига фаз между напряжениями или токами и может быть использовано для определения порядка чередования фаз трехфазной сети.
Известно устройство для определения порядка чередования фаз, содержащее трансформатор 1 с двумя первичными обмотками, включенными на линейное напряжение и вторичной обмоткой, однофазный трансформатор 2, первичная обмотка которого включена между нулевой точкой и общей точкой первичных обмоток трансформатора 1, центральный вывод вторичной обмотки трансформатора 2 соединен с одним из выводов вторичной обмотки трансформатора 1. Внешние выводы вторичной обмотки трансформатора 2 соединены через нагрузки 3 и 4 со вторым выводом вторичной обмотки трансформатора 1 [А.с. СССР №563646. Г.Г.Соловский. Устройство для определения порядка чередования фаз. 1977 г. Бюл. №24].
Недостатком данного устройства является необходимость подключения к нулевой точке трехфазной системы, что в линиях с изолированной нейтралью невозможно, а также невозможность контроля фазировки трансформаторов тока для приборов учета расхода электрической энергии.
Известен также двухканальный фазометр, содержащий последовательно соединенные усилители - ограничители, дифференцирующие цепи в опорном и измерительном каналах, отсчетный блок фазы и индикатор знака, два бистабильных мультивибратора и трехканальный коммутатор, общая шина которого соединена с входом первого бистабильного мультивибратора, соединенного выходом с
отсчетным блоком фазы. Первый вход трехканального коммутатора соединен с выходом усилителя - ограничителя измерительного канала, второй вход - с выходом усилителя - ограничителя опорного канала, третий - со входом второго бистабильного мультивибратора, выход которого подключен к индикатору знака, первый управляющий вход трехканального коммутатора соединен через диод с выходом дифференцирующей цепи опорного канала, второй и третий управляющие входы объединены и подсоединены через диод к выходу дифференцирующей цепи измерительного канала [А.с. СССР №631842. В.Г.Демидов, В.И.Гершов. Двухканальный фазометр. 1978 г. Бюл. №41].
Недостатком данного устройства является невозможность контроля сдвига фаз в трехфазной сети и также невозможность контроля фазировки трансформаторов тока для приборов учета расхода электрической энергии.
Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.
Техническая цель - расширение функциональных возможностей за счет одновременного измерения сдвига фаз между напряжениями или токами в трехфазной сети.
Техническая цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее первый и второй усилители-ограничители и первый отсчетный блок фазы дополнительно введены первый, второй и третий изолирующие трансформаторы, первичные обмотки которых подключены к трансформаторам тока, имеющимся в трехфазной сети, а вторичные обмотки первого и второго изолирующих трансформаторов подключены к входам первого и второго усилителей-ограничителей, третий усилитель-ограничитель, вход которого подключен к вторичной обмотке третьего изолирующего трансформатора, первый двухвходовый элемент «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ», первый вход которого подключен к выходу первого усилителя-ограничителя, второй вход - к выходу второго усилителя-ограничителя, а выход - к входу первого отсчетного блока
фазы, второй двухвходовый элемент «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ», первый вход которого подключен к выходу второго усилителя-ограничителя, а второй вход - к выходу третьего усилителя-ограничителя, третий двухвходовый элемент «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ», первый вход которого подключен к выходу третьего усилителя-ограничителя, а второй вход - к выходу первого усилителя-ограничителя, второй отсчетный блок фазы, вход которого подключен к выходу второго элемента «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ» и третий отсчетный блок фазы, вход которого подключен к выходу третьего элемента «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ».
Сопоставительный анализ заявленного фазометра с прототипом показывает, что предлагаемое решение отличается наличием новых блоков и новыми связями между элементами.
Сравнение предлагаемого устройства с другими техническими решениями показывает, что вновь вводимые блоки известны. Однако их введение в заявляемое устройство в указанных связях с основными элементами позволяет получить новые свойства, что приводит к изменению алгоритма работы.
Схема предлагаемого фазометра представлена на фиг.1.
Предлагаемое устройство содержит первый 1, второй 2 и третий 3 изолирующие трансформаторы, первый 4, второй 5 и третий 6 усилители-ограничители, первый 7, второй 8 и третий 9 элементы «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ», первый 10, второй 11 и третий 12 отсчетные блоки фазы.
Предлагаемый фазометр работает следующим образом. Изолирующие трансформаторы 1, 2 и 3 обеспечивают безопасность при проведении измерений. Усилители-ограничители 4, 5 и 6 формируют из синусоидальных сигналов прямоугольные импульсы, начальные фазы которых пропорциональны фазам исходных синусоидальных сигналов. Элементы «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ» 7, 8 и 9 формируют на своих
выходах импульсы, длительность которых пропорциональна разности фаз на выходах соответствующих усилителей-ограничителей. Отсчетные блоки фазы интегрируют сигналы с выходов элементов «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ» и преобразуют их в пропорциональное отклонение измерительных механизмов, находящихся в этих блоках.
Если сдвиг фаз между напряжениями или токами в трехфазной сети близок к 120 °Эл, то показания измерительных механизмов одинаковы. Если в одной из фаз перепутана фазировка трансформатора тока, то один измерительный механизм будет показывать сдвиг в 120 °Эл, а два других по 60 °Эл, т.е. в два раза меньше. В случае неправильной фазировки двух трансформаторов тока показания измерительных механизмов будут аналогичными.
Предлагаемый фазометр может быть использован, например, для оперативного контроля правильности фазировки трансформаторов тока приборов учета расхода электрической энергии в местах их установки, что повысит точность расчетов за потребленную электроэнергию.