PL200609B1 - Urządzenie do wzorcowania mierników impedancji obwodu zwarciowego - Google Patents

Abstract

Urzą dzenie do wzorcowania mierników impedancji odwodu zwarciowego, znamienne tym, że z pierwszym zaciskiem prądowym (I1) miernika impedancji odwodu zwarciowego (MI) oraz przewodem fazowym sieci elektrycznej (PL) jest połączone wejście dzielnika napięcia (DN), którego wyjście jest podłączone jednocześnie z wejściem detektora przejścia przez zero (DZ) i z wejściem pętli synchronizacji fazowej (SF), wyjście pętli synchronizacji fazowej (SF) poprzez wejście sterujące generatora taktującego (GT) jest połączone z wejściem generatora adresu (GA) połączonego z układem przesuwającym adresu (PA), natomiast wyjś cie generatora adresu (GA) poprzez pamięć cyfrową (CP) i przetwornik cyfrowoanalogowy (CA) jest połączone z wejściami pierwszego wzmacniacza z izolacją galwaniczną (W1) i drugiego wzmacniacza z izolacją galwaniczną (W2), przy czym masa sygnałowa pierwszego wzmacniacza (W1) jest połączona z przewodem neutralnym sieci elektrycznej (PN), a wyjście sygnałowe pierwszego wzmacniacza (W1) jest połączone z masą sygnałową drugiego wzmacniacza (W2) i z pierwszym wejściem sterowanego dzielnika napięcia (SD), gdy z drugim wejściem sterowanego dzielnika napięcia (SD) jest połączone wyjście sygnałowe drugiego wzmacniacza (W2), to do trzeciego wejścia sterowanego dzielnika napięcia (SD) jest podłączone poprzez pierwsze wejście przetwornika prądowo-napięciowego (IU) i ukł ad formujący (UF) połączony z wejś ciem toru prą dowego (TI), drugie wejście prądowe (U2) miernika impedancji (MI) połączone jest również z neutralnym przewodem sieci elektrycznej (PN), natomiast wyjście sterowanego dzielnika napięciowego (SD) jest połączone przez układ dopasowujący (UD) z pierwszym zaciskiem napięciowym (U1), wzorowanego miernika impedancji (MI),....

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do wzorcowania mierników impedancji obwodu zwarciowego, przydatne także do sprawdzania tych mierników w całym zakresie pomiarowym od skrajnych małych wartości po wartości duże oraz umożliwiające testowanie mierników impedancji i rezystancji pętli zwarciowej sygnałami o zadanym odkształceniu.

Znane z polskiego opisu patentowego nr 176 231 urządzenie do wzorcowania mierników rezystancji lub impedancji odwodu zwarciowego ma jedno z wyjść inkrementowanego źródła napięcia połączone z pierwszym zaciskiem wejściowym, z wejściem układu nastawy napięcia, pierwszym zaciskiem woltomierza i pierwszym wyjściem przełącznika. Drugie wejście inkrementowanego źródła napięcia jest połączone z drugim zaciskiem woltomierza i drugim wejściem przełącznika. Wyjście przełącznika jest połączone z pierwszym zaciskiem napięciowym miernika rezystancji lub impedancji obwodu zwarciowego, natomiast drugi zacisk napięciowy tego miernika jest połączony z drugim zaciskiem wejściowym i drugim wejściem układu nastawy napięcia, przy czym oba zaciski prądowe miernika rezystancji lub impedancji obwodu zwarciowego są odłączone.

Istota urządzenia polega na tym, że z pierwszym zaciskiem prądowym miernika impedancji obwodu zwarciowego oraz przewodem fazowym sieci elektrycznej jest połączone wejście dzielnika napięcia, którego wyjście jest podłączone jednocześnie z wejściem detektora przejścia przez zero i z wejściem pętli synchronizacji fazowej. Wyjście pętli synchronizacji fazowej poprzez wejście sterujące generatora taktującego jest połączone z wejściem generatora adresu połączonego z układem przesuwającym adresu, natomiast wyjście generatora adresu poprzez pamięć cyfrową i przetwornik cyfrowo-analogowy jest połączone z wejściami pierwszego wzmacniacza z izolacją galwaniczną i drugiego wzmacniacza z izolacją galwaniczną. Masa sygnałowa pierwszego wzmacniacza jest połączona z przewodem neutralnym sieci elektrycznej, a wyjście sygnałowe pierwszego wzmacniacza jest połączone z masą sygnałową drugiego wzmacniacza i z pierwszym wejściem sterowanego dzielnika napięcia. Z drugim wejściem sterowanego dzielnika napięcia jest połączone wyjście sygnałowe drugiego wzmacniacza, a do trzeciego wejścia sterowanego dzielnika napięcia jest podłączone poprzez pierwsze wejście przetwornika prądowo-napięciowego i układ formujący połączony z wejściem toru prądowego, drugie wejście prądowe miernika impedancji połączone również z neutralnym przewodem sieci elektrycznej. Wyjście sterowanego dzielnika napięciowego jest połączone przez układ dopasowujący z pierwszym zaciskiem napięciowym wzorowanego miernika impedancji, a z drugim zaciskiem prądowym miernika impedancji jest połączone drugie wejście przetwornika prądowo-napięciowego. Ponadto wyjście detektora przejścia przez zero jest połączone z wejściem generatora adresu oraz z przewodem neutralnym sieci elektrycznej.

Zaletą urządzenia według wynalazku jest to, że umożliwia on wzorcowanie mierników impedancji obwodu zwarciowego w całym zakresie zmienności argumentu impedancji oraz wartości. Umożliwia testowanie odporności mierników impedancji na zniekształcenia zawarte w sygnale napięciowym.

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

Urządzenie do wzorcowania mierników impedancji odwodu zwarciowego ma z pierwszym zaciskiem prądowym I1 miernika impedancji odwodu zwarciowego MI oraz przewodem fazowym sieci elektrycznej PL połączone wejście dzielnika napięcia DN, a wyjście dzielnika napięcia DN jest podłączone z wejściem pętli synchronizacji fazowej SF. Wyjście pętli synchronizacji fazowej SF połączone jest z wejściem sterującym generatora taktującego GT połączonego z generatorem adresu GA. Do wejścia generatora adresu GA dołączeń 6 jest wyjście układu przesuwającego adres PA. Wyjście generatora adresu GA jest połączone z wejściem cyfrowej pamięci CP zawierającej żądany przebieg napięcia. Wyjście cyfrowej pamięci CP jest podłączone z wejściem przetwornika cyfrowoanalogowego CA. Wyjście przetwornika cyfrowo-analogowego CA jest połączone z wejściami pierwszego wzmacniacza z izolacją galwaniczną W1 i drugiego wzmacniacza z izolacją galwaniczną W2. Masa sygnałowa pierwszego wzmacniacza W1 jest połączona z przewodem neutralnym sieci elektrycznej PN. Wyjście sygnałowe pierwszego wzmacniacza W1 jest połączone z masą sygnałową drugiego wzmacniacza W2 i z pierwszym wejściem sterowanego dzielnika napięcia SD. Wyjście sygnałowe drugiego wzmacniacza W2 jest dołączone do wejścia drugiego sterowanego dzielnika napięcia SD. Wyjście sterowanego dzielnika napięciowego SD jest połączone z wejściem układu dopasowującego UD, którego wyjście jest połączone z pierwszym zaciskiem napięciowym U1 wzorcowanego miernika impedancji MI. Drugie wejście napięciowe U2 miernika MI jest połączone z neutralnym przewodem sieci

PL 200 609 B1 elektrycznej PN. Do tego przewodu jest również dołączony drugi zacisk wejściowy przetwornika prądowo-napięciowego IU oraz drugie wejście detektora przejścia przez zero DZ. Pierwszy zacisk wejściowy przetwornika prądowo-napięciowego IU jest połączony z drugim zaciskiem prądowym 12 miernika MI. Wyjście przetwornika prądowo-napięciowego IU jest połączone przez układ formujący UF z wejściem sterowanego dzielnika napięcia SD oraz z wejściem toru prądowego TI. Wejście pierwsze detektora przejścia przez zero DZ jest dołączone do wyjścia dzielnika napięcia DN. Wyjście detektora przejścia przez zero DZ jest połączone z wejściem generatora adresu GA.

Zasada działania urządzenia do wzorcowania mierników impedancji obwodu zwarciowego według wynalazku polega na tym, że urządzenie umożliwia wygenerowanie napięcia źródłowego sieci, napięcia sztucznego zwarcia o określonych parametrach oraz pomiaru prądu sztucznego zwarcia. Iloraz znanej wartości różnicy wygenerowanego napięcia źródłowego oraz sztucznego zwarcia i zmierzonej wartości prądu sztucznego zwarcia wymuszonego w obwodzie jest wartością impedancji wykorzystywaną do wzorcowania miernika impedancji pętli zwarciowej.

Na zaciskach przewodów sieci PL i PN występuje napięcie źródłowe sieci energetycznej, które przez dzielnik napięcia DN steruje pętlą synchronizacji fazowej SF. Układ synchronizacji fazowej SF steruje generatorem taktującym GT tak aby jego sygnał wyjściowy był synchronizowany z napięciem sieci. Generator taktujący GT steruje generatorem adresu GA, który sterując cyfrową pamięcią CP pozwala wygenerować napięcie, którego kształt jest zapisany w pamięci cyfrowej CP. Wyjście detektora przejścia przez zero DZ połączone z wejściem sterującym generatora adresu GA umożliwia synchronizację przebiegu sygnału napięciowego z przetwornika cyfrowo-analogowego CA z napięciem sieci. Układ przesuwania adresu PA umożliwia wygenerowanie przebiegu napięcia przesuniętego o dowolny, określony, kąt w stosunku do przebiegu prądu, w ten sposób możliwe jest zamodelowanie dowolnych wartości impedancji obwodu zwarciowego. Sygnał napięciowy z przetwornika cyfrowoanalogowego CA jest podawany na wejścia obu wzmacniaczy W1 i W2. Wyjście drugiego wzmacniacza W2 jest podłączone do sterowanego dzielnika napięcia SD. Na wyjściu sterowanego dzielnika SD, które jest połączone w szereg z wyjściem pierwszego wzmacniacza W1, pojawia się napięcie proporcjonalne do różnicy napięć, napięcia źródłowego i sztucznego zwarcia. Wartość odejmowanej różnicy napięć od napięcia wyjściowego pierwszego wzmacniacza W1 jest sterowana przez odpowiednią konfigurację sterowanego dzielnika napięcia SD. Następnie sygnał wyjściowy jest dopasowany przez układ dopasowujący UD do wartości napięcia wejściowego wzorowanego miernika impedancji MI.

Po zainicjowaniu we wzorcowanym mierniku impedancji obwodu zwarciowego MI funkcji „pomiar przez zaciski prądowe miernika płynie prąd sztucznego zwarcia, który przepływa również przez zaciski wejściowe przetwornika prądowo-napięciowego IU. Na wyjściu przetwornika IU występuje napięcie proporcjonalne do prądu sztucznego zwarcia, które jest podawane na układ formujący UF wytwarzający sygnał informujący o trwaniu zwarcia. Sygnał z wyjścia układu formującego UF steruje sterowanym dzielnikiem napięcia SD. Komunikacja z użytkownikiem oraz sterowanie parametrami poszczególnych bloków, obliczenia oraz szczegółowe algorytmy sterowania są implementowane w układzie mikroprocesorowym, który steruje całością urządzenia do wzorcowania i na rysunku nie jest zaznaczony.

Claims (1)

1. Urządzenie do wzorcowania mierników impedancji odwodu zwarciowego, znamienne tym, że z pierwszym zaciskiem prądowym (I1) miernika impedancji odwodu zwarciowego (MI) oraz przewodem fazowym sieci elektrycznej (PL) jest połączone wejście dzielnika napięcia (DN), którego wyjście jest podłączone jednocześnie z wejściem detektora przejścia przez zero (DZ) i z wejściem pętli synchronizacji fazowej (SF), wyjście pętli synchronizacji fazowej (SF) poprzez wejście sterujące generatora taktującego (GT) jest połączone z wejściem generatora adresu (GA) połączonego z układem przesuwającym adresu (PA), natomiast wyjście generatora adresu (GA) poprzez pamięć cyfrową (CP) i przetwornik cyfrowo-analogowy (CA) jest połączone z wejściami pierwszego wzmacniacza z izolacją galwaniczną (W1) i drugiego wzmacniacza z izolacją galwaniczną (W2), przy czym masa sygnałowa pierwszego wzmacniacza (W1) jest połączona z przewodem neutralnym sieci elektrycznej (PN), a wyjście sygnałowe pierwszego wzmacniacza (W1) jest połączone z masą sygnałową drugiego wzmacniacza (W2) i z pierwszym wejściem sterowanego dzielnika napięcia (SD), gdy z drugim wejściem sterowanego dzielnika napięcia (SD) jest połączone wyjście sygnałowe drugiego wzmacniacza (W2), to

   PL 200 609 B1 do trzeciego wejścia sterowanego dzielnika napięcia (SD) jest podłączone poprzez pierwsze wejście przetwornika prądowo-napięciowego (IU) i układ formujący (UF) połączony z wejściem toru prądowego (TI), drugie wejście prądowe (U2) miernika impedancji (MI) połączone jest również z neutralnym przewodem sieci elektrycznej (PN), natomiast wyjście sterowanego dzielnika napięciowego (SD) jest połączone przez układ dopasowujący (UD) z pierwszym zaciskiem napięciowym (U1), wzorowanego miernika impedancji (MI), a z drugim zaciskiem prądowym (12) miernika impedancji (MI) jest połączone drugie wejście przetwornika prądowo-napięciowego (IU), ponadto wyjście detektora przejścia przez zero (DZ) jest połączone z wejściem generatora adresu (GA) oraz z przewodem neutralnym sieci elektrycznej (PN).