PL179242B1 - Urządzenie do pomiaru impedancji obwodu zwarciowego - Google Patents

Abstract

Urządzenie do pomiaru impedancji obwodu zwarciowego zawierające przetwornik analogowocyfrowy i obciążalnikpołączony poprzez mikroprocesorowy układ sterujący z blokiem pomiarowym, znamienne tym, że blokpomiarowy ma dwaprzetworniki, analogowo-cyfrowy (5) i cyfrowo-analogowy (8), przy czym wyjście przetwornika cyfrowo-analogowego (8) jest połączone z wejściem odwracającym wzmacniacza różnicowego (3), a wejście nieodwracające wzmacniacza różnicowego (3)jestpołączone z wyjściem dzielnika rezystancyjnego (2), pierwszym wejściem multipleksera (4) i pierwszym wejściem układu sterującego (6), zaś wyjście wzmacniacza różnicowego (3) poprzez drugie wejście multipleksera (4) przetwornik analogowo-cyfrowy (5), drugie wejście mikroprocesorowego układu sterującego (6),jest połączone zpolem odczytowym (7), natomiasttrzecie wyjście mikroprocesorowego układu sterującego (6) jest połączone z wejściem przetwornika analogowocyfrowego (8).

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do pomiaru impedancji obwodu zwarciowego, przeznaczone do oceny skuteczności zerowania lub określenia warunku samowyłączenia niskonapięciowych urządzeń elektroenergetycznych.

Znane urządzenie do pomiaru impedancji zwarciowej przedstawione w publikacji R. Roskosz: Nowe rozwiązanie pomiaru impedancji pętli zwarciowej przy odkształceniu krzywej napięcia w miejscu badania, Zeszyty Naukowe Politechniki Gdańskiej, 1995, Nr 527 Elektryka nr 79, składa się z trzech podstawowych zespołów Pierwszym jest mikroprocesorowy układ sterujący MUS taktowany zegarem kwarcowym, drugi to układ z przetwornikiem analogowo-cyfrowym o rozdzielczości 12 bitów. Mierzone napięcie doprowadzane jest z dzielnika na wejście przetwornika analogowo-cyfrowego poprzez układ próbkująco-pamiętający, który sterowany jest jedną z linii wyjściowych mikroprocesora. Trzeci element stanowi zespół obciążenia pomiarowego zawierający szeregowo połączone łącznik tyrystorowy i rezystor.

Inne znane urządzenie do pomiaru impedancji zwarciowej przedstawione w polskim opisie patentowym nr 128 417 zbudowane jest z członu sterującego łącznikiem półprzewodnikowym, członu obciążającego, który zawiera łącznik półprzewodnikowy, obciążając impedor oraz rezystor wzorcowy połączony z wejściem członu sterującego, którego wyjście jest połączone z wejściem sterującym układu pomiarowego. Układ pomiarowy zawiera dwa łączniki sterowane, wzmacniacz różnicowy oraz człon sterujący łącznikiem półprzewodnikowym i łącznikami sterowanymi.

Zasadniczą wadą znanych urządzeń, jest to, że przetworniki, analogowo-cyfrowe, podczas pomiarów małoróżniących się napięć charakteryzujących stan nieobciążenia i stan sztucznego zwarcia badanego obwodu przyjmują zbliżone nastawy i w związku z tym mimo ich dużej rozdzielczości przetworników pomiary są realizowane ze znacznymi błędami.

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do pomiaru impedancji obwodu zwarciowego zawierające przetwornik analogowo-cyfrowy i obciążalnik połączony poprzez mikroprocesorowy układ sterujący z blokiem pomiarowym.

Istota wynalazku polega na tym, że blok pomiarowy ma dwa przetworniki, analogowo-cyfrowy i cyfrowo-analogowy. Wyjście przetwornika cyfrowo-analogowego jest połączone z wejściem odwracającym wzmacniacza różnicowego, a wejście nieodwracające wzmacniacza różnicowego jestpołączone z wyjściem dzielnika rezystancyjnego, pierwszym wejściem multipleksera i pierwszym wejściem układu sterującego. Wyjście wzmacniacza różnicowego poprzez drugie wejście multipleksera przetwornik analogowo-cyfrowy, drugie wejście mikroprocesoro179 242 wego układu sterującego, jest połączone z polem odczytowym. Trzecie wyjście mikroprocesorowego układu sterującego jest połączone z wejściem przetwornika analogowo-cyfrowego.

Zaletąurządzenia według wynalazkujest znaczne zmniejszenie błędu pomiaru impedancji obwodu zwarciowego, dzięki temu, że przetwornik analogowo-cyfrowy przetwarza różnicę napięć.

Przedmiot wynalazku jest objaśniony na przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia schemat blokowy urządzenia.

Urządzenie do pomiaru impedancji obwodu zwarciowego według wynalazku składa się z obciążalnika 1, połączonego przez mikroprocesorowy układ sterujący 6, z blokiem pomiarowym, który zawiera przetworniki analogowo-cyfrowy 5 i cyfrowo-analogowy 8. Obwód badanej sieci energetycznej jest połączony z obciążalnikiem 1 i dzielnikiem napięcia 2. Do wyjścia dzielnika napięcia 2 są dołączone wejście nieodwracające wzmacniacza różnicowego 3 oraz pierwsze wejście multipleksera 4 i pierwsze wejście mikroprocesorowego układu sterującego 6. Wyjście wzmacniacza różnicowego 3 jest połączone z drugim wejściem multipleksera 4. Wejście przetwornika analogowo-cyfrowego 5 jest połączone z wyjściem multipleksera 4, a wyjście tego przetwornikajest połączone z drugim wejściem mikroprocesorowego układu sterującego 6. Trzy wyjścia mikroprocesorowego sterownika 6 są odpowiednio połączone, pierwsze z polem odczytowym 7, drugie z obciążalnikiem 1, a trzecie z wejściem przetwornika cyfrowo-analogowego 8. Wyjście przetwornika cyfrowo-analogowego 8 jest dołączone do wejścia odwracającego wzmacniacza różnicowego 3.

Zasada działania bloku pomiarowego według wynalazku polega na określeniu wartości chwilowych napięć w kolejnych dwóch cyklach pomiarowych. W każdym cyklu wyróżnia się dwa stany, w których obciążalnik raz jest włączony, a drugi raz wyłączony. Czas trwania każdego ze stanów jest taki sam ijest krotnością okresu napięcia sieci. W pierwszym cyklu pomiarowym i w stanie pierwszym obciążalnik 1 nie jest załączany i napięcie źródłowe badanej sieci energetycznej jest przekazywane poprzez dzielnik napięcia 2, multiplekser 4, przetwornik analogowo-cyfrowy 5 do mikroprocesorowego układu sterującego 6, w którym jest zapamiętywane. W drugim stanie tego cyklu pomiarowego obciążalnik 1 jest załączony i napięcie sztucznego zwarcia badanej sieci jest przekazywane do pamięci mikroprocesorowego układu sterującego 6, poprzez dzielnik napięcia 2, multiplekser 4 i przetwornik analogowo-cyfrowy 5. Następnie mikroprocesorowy układ sterujący 6 wyznacza w postaci cyfrowej liniową kombinację napięć występujących w pierwszym etapie w kolejnych dwóch cyklach pomiarowych. Napięcie to określono jako napięcie pomocnicze.

W drugim cyklu pomiarowym na wyjściu mikroprocesorowego układu sterującego 6 jest generowane napięcie pomocnicze w postaci cyfrowej, które jest zamienione na sygnał analogowy w przetworniku cyfrowo-analogowym 8. W drugim cyklu pomiarowym podczas pierwszego stanu obciążalnik nie jest załączony, a na wejściu nieodwracającym wzmacniacza różnicowego 3 występuje napięcie proporcjonalne do napięcia źródłowego sieci. Podczas drugiego stanu jest załączany obciążalnik i na wejściu nieodwracającym wzmacniacza różnicowego 3 występuje napięcie proporcjonalne do napięcia sztucznego zwarcia. Napięcia te są odejmowane, za pomocą wzmacniacza różnicowego 3, od napięcia pomocniczego występującego na wyjściu przetwornika cyfrowo-analogowego 8. Uzyskane, na wyjściu wzmacniacza 3, różnice napięć są przekazywane poprzez multiplekser 4 na przetwornik analogowo-cyfrowy 5, a postać cyfrowa tych sygnałów jest wpisywana do pamięci mikroprocesorowego układu sterującego 6, który zgodnie z zaprogramowanąprocedurąpomiarową, wyznacza różnicę napięć przed i w czasie zwarcia i eksponuje je na polu odczytowym.

179 242

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Urządzenie do pomiaru impedancji obwodu zwarciowego zawierające przetwornik analogowo-cyfrowy i obciążalnik połączony poprzez mikroprocesorowy układ sterujący z blokiem pomiarowym, znamienne tym, że blok pomiarowy ma dwa przetworniki, analogowo-cyfrowy (5) i cyfrowo-analogowy (8), przy czym wyjście przetwornika cyfrowo-analogowego (8) jest połączone z wejściem odwracającym wzmacniacza różnicowego (3), a wejście nieodwracające wzmacniacza różnicowego (3) jest połączone z wyjściem dzielnika rezystancyjnego (2), pierwszym wejściem multipleksera (4) i pierwszym wejściem układu sterującego (6), zaś wyjście wzmacniacza różnicowego (3) poprzez drugie wejście multipleksera (4) przetwornik analogowo-cyfrowy (5), drugie wejście mikroprocesorowego układu sterującego (6), jest połączone z polem odczytowym (7), natomiast trzecie wyjście mikroprocesorowego układu sterującego (6) jest połączone z wejściem przetwornika analogowo-cyfrowego (8).