RU203096U1 - Устройство измерения электрических сигналов с комбинированным аналого-цифровым интерфейсом - Google Patents
Устройство измерения электрических сигналов с комбинированным аналого-цифровым интерфейсом Download PDFInfo
- Publication number
- RU203096U1 RU203096U1 RU2020133522U RU2020133522U RU203096U1 RU 203096 U1 RU203096 U1 RU 203096U1 RU 2020133522 U RU2020133522 U RU 2020133522U RU 2020133522 U RU2020133522 U RU 2020133522U RU 203096 U1 RU203096 U1 RU 203096U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- analog
- output
- interface
- digital
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области измерений электрических величин и может быть использована в информационно-измерительных системах, в частности на электрических подстанциях.Целью предложенной полезной модели является расширение функциональных возможностей устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем интерфейс цифровых сигналов, интерфейс аналоговых сигналов, аналого-цифровой преобразователь, синхронизатор, блок вычислений и отображения сигналов, первый вход которого подключен к выходу интерфейса цифровых сигналов, выход интерфейса аналоговых сигналов соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, второй вход аналого-цифрового преобразователя соединен с первым выходом синхронизатора, дополнительно введен интерфейс дискретных сигналов, первый и второй блоки задержки, выход первого блока задержки подключен к второму входу блока вычислений и отображения сигналов, вход первого блока задержки соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, выход второго блока задержки соединен с третьим входом блока вычислений и отображения сигналов, вход второго блока задержки соединен с выходом интерфейса дискретных сигналов, вход синхронизации интерфейса дискретных сигналов соединен с вторым выходом синхронизатора, вход синхронизатора соединен с выходом синхронизации интерфейса цифровых сигналов.
Description
Полезная модель относится к области измерений электрических величин и может быть использована в информационно-измерительных системах, в частности на электрических подстанциях.
Известно техническое решение для измерения электрических величин, к которому измеряемые величины поступают от датчиков с цифровым или аналоговым выходом [1]. Однако, в измерительно-управляющих системах в электроэнергетике часто требуется измерять и обрабатывать данные, поступающие, как от аналоговых, так и от цифровых датчиков.
Недостатком данного решения является то, что измерения осуществляются только аналоговых, или только цифровых (оцифрованных) величин. Устройство - аналог не допускает прием части данных по аналоговому интерфейсу (например, напряжение), а другой части данных по цифровому интерфейсу (например, ток).
Наиболее близким по технической сущности решением является устройство [2], содержащее аналоговый интерфейс и цифровой интерфейс приема данных. Блок аналого-цифрового преобразования выполнен с возможностью аналого-цифрового преобразования изохронного с данными, поступающими через цифровой интерфейс приема данных от измерительных датчиков с цифровым выходом. Изохронность аналого-цифрового преобразования достигается за счет подключения модуля аналого-цифрового преобразования к интерфейсу синхронизации, в связи с чем, преобразованные в цифровой вид аналоговые величины маркируются меткой времени. Маркировка меткой времени осуществляется по тем же правилам, что и в измерительных датчиках с цифровым выходом. Модуль вычисления электрических параметров при вычислении электрических параметров, требующих данных от нескольких источников данных (например, вычисление активной мощности требует данных от измерительного датчика тока и измерительного датчика напряжения) предварительно осуществляет операцию выравнивания наборов данных, полученных от разных источников по временным меткам, присвоенным этим данным измерительными датчиками с цифровыми выходами, либо собственным модулем аналого-цифрового преобразования.
Однако, в цифровых системах управления электроэнергетическими объектами необходимо синхронизировать данные, поступающие в измерительно-управляющую систему в разнородной форме, как правило, в цифровом, аналоговом и дискретном виде. Например, при управлении электроэнергетическими объектами и при анализе аварийных ситуаций необходимо совмещать цифровые осциллограммы напряжений с аналоговыми осциллограммами токов и с осциллограммами дискретных (блокирующих или разрешающих) сигналов в единой системе времени.
Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности. Оно не обеспечивает возможность обработки, отображения и регистрации измеренных сигналов в цифровом, аналоговом и дискретном виде в единой системе времени относительно друг друга. Это не позволяет выполнять косвенные измерения сложных величин, например, мощности и сопротивления, с учетом блокирующих сигналов, и, следовательно, ограничивает область применения устройства - прототипа.
Целью предложенной полезной модели является расширение функциональных возможностей устройства.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем интерфейс цифровых сигналов, интерфейс аналоговых сигналов, аналого-цифровой преобразователь, синхронизатор, блок вычислений и отображения сигналов, первый вход которого подключен к выходу интерфейса цифровых сигналов, выход интерфейса аналоговых сигналов соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, второй вход аналого-цифрового преобразователя соединен с первым выходом синхронизатора, дополнительно введен интерфейс дискретных сигналов, первый и второй блоки задержки, выход первого блока задержки подключен к второму входу блока вычислений и отображения сигналов, вход первого блока задержки соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, выход второго блока задержки соединен с третьим входом блока вычислений и отображения сигналов, вход второго блока задержки соединен с выходом интерфейса дискретных сигналов, вход синхронизации интерфейса дискретных сигналов соединен со вторым выходом синхронизатора, вход синхронизатора соединен с выходом синхронизации интерфейса цифровых сигналов.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием интерфейса дискретных сигналов и его дополнительных связей, который позволяет измерять дискретные сигналы, отображающие положение коммутационных аппаратов, ключей управления, реле и состояние отдельных элементов в контролируемой силовой электрической сети.
Кроме этого, заявляемое устройство отличается наличием двух блоков задержки, которые с соответствующими связями включены в соответствующих трактах передачи сигналов от аналого-цифрового преобразователя и от интерфейса дискретных сигналов к блоку вычислений и отображения сигналов. Эти блоки обеспечивают соответствующие необходимые для синхронизации задержки сигналов и синхронизацию всех сигналов, поступающих на все входы блока вычислений и отображения сигналов. Благодаря этому в блоке вычислений и отображения сигналов корректно выполняется обработка сигналов при косвенных измерениях и отображении осциллограмм.
Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию «новизна».
Сравнение заявленного решения с другими техническими решениями показывает, что при введении новых указанных элементов в указанной связи с остальными элементами заявленное устройство проявляет новые свойства. В целом это обеспечивает возможность обрабатывать измеряемые разными способами сигналы в едином времени, выполнять косвенные измерения сложных величин и анализировать осциллограммы в едином времени. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявленного технического решения критерию «существенные отличия».
На фиг. 1 представлена структурная схема устройства измерения электрических сигналов с комбинированным аналого-цифровым интерфейсом.
Схема содержит интерфейс 1 цифровых сигналов, интерфейс 2 аналоговых сигналов, аналого-цифровой преобразователь 3, синхронизатор 4, блок 5 вычислений и отображения сигналов, первый 6 и второй 7 блоки задержки, интерфейс 8 дискретных сигналов.
Устройство работает следующим образом. Данные от датчиков тока, напряжения и других величин с цифровыми выходами поступают через цифровой интерфейс на первый вход блока вычислений и отображения сигналов. При этом, временные метки данных через выход синхронизации цифрового интерфейса поступают на вход синхронизатора. Этим меткам, например, напряжению одной из фаз, присваивается статус ведущих, и они определяют ход местного времени устройства.
Аналоговые сигналы тока, напряжения и других величин поступают через аналоговый интерфейс на первый вход аналого-цифрового преобразователя. В этом блоке осуществляется оцифровка аналоговых сигналов, и привязка полученных цифровых значений сигналов к меткам местного времени, создаваемым синхронизатором. Вырабатываемые синхронизатором метки местного времени поступают через его первый выход в блок аналого-цифрового преобразования через его второй вход. Оцифрованные значения сигналов через первый блок задержки поступают на второй вход блока вычислений и отображения сигналов. В первом блоке задержки оцифрованные значения аналоговых сигналов смещаются во времени до совмещения меток времени этих сигналов с метками времени сигналов от цифрового интерфейса.
Дискретные данные поступают от датчиков дискретных сигналов через интерфейс дискретных сигналов на вход второго блока задержки. При этом, от синхронизатора через его второй выход поступают метки местного времени в интерфейс дискретных сигналов через его вход синхронизации. В интерфейсе дискретных сигналов осуществляется привязка значений дискретных сигналов к меткам местного времени и дискретные сигналы поступают на вход второго блока задержки с метками местного времени. Во втором блоке задержки дискретные сигналы смещаются во времени до совмещения с соответствующими метками времени сигналов от цифрового интерфейса, и передаются в блок вычислений и отображения сигналов через его третий вход.
Первый и второй блоки задержки, таким образом, обеспечивают соответствующие необходимые для синхронизации смещения сигналов во времени, и синхронизацию всех сигналов, поступающих на все входы блока вычислений и отображения сигналов.
В блоке вычислений и отображения сигналов формируются синхронизированные по единому местному времени цифровые значения измеряемых сигналов всех видов. На основе оцифрованных значений сигналов с метками времени вычисляются интегральные (например, действующие) значения измеряемых величин, а также вычисляются сложные электрические величины, например, мощности и сопротивления при косвенных измерениях. Кроме этого в блоке вычислений и отображения сигналов осуществляется построение синхронизированных осциллограмм, содержащих кривые изменения токов, напряжений, дискретных сигналов и косвенно измеренных величин, в единой системе времени.
Расширены функциональные возможности предложенного устройства в сравнении с известными. Оно обеспечивает возможность обработки, отображения и регистрации измеренных сигналов в цифровом, аналоговом и дискретном виде в единой системе времени относительно друг друга. Это позволяет выполнять косвенные измерения сложных величин, например, мощности и сопротивления, с учетом блокирующих и разрешающих дискретных сигналов. Особенно важно, что предложенное устройство позволяет более точно анализировать процессы в электроэнергетических объектах по синхронизированным (совмещенным) осциллограммам сигналов, поступающих в устройство в аналоговом, оцифрованном и дискретном виде.
Источники информации:
1. Счетчики электрической энергии цифровые многофункциональные ARIS ЕМ. Руководство по эксплуатации ПБКМ.411739.001 РЭ. - Екатеринбург, 2016.
2. Патент РФ №140729 МПК G01R 19/25, опубл. 20.05.2014, бюл. №14.
Claims (1)
- Устройство измерения электрических сигналов с комбинированным аналого-цифровым интерфейсом, содержащее интерфейс цифровых сигналов, интерфейс аналоговых сигналов, аналого-цифровой преобразователь, синхронизатор, блок вычислений и отображения сигналов, первый вход которого подключен к выходу интерфейса цифровых сигналов, выход интерфейса аналоговых сигналов соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, второй вход аналого-цифрового преобразователя соединен с первым выходом синхронизатора, отличающееся тем, что дополнительно введен интерфейс дискретных сигналов, первый и второй блоки задержки, выход первого блока задержки подключен к второму входу блока вычислений и отображения сигналов, вход первого блока задержки соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, выход второго блока задержки соединен с третьим входом блока вычислений и отображения сигналов, вход второго блока задержки соединен с выходом интерфейса дискретных сигналов, вход синхронизации интерфейса дискретных сигналов соединен со вторым выходом синхронизатора, вход синхронизатора соединен с выходом синхронизации интерфейса цифровых сигналов.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020133522U RU203096U1 (ru) | 2020-10-12 | 2020-10-12 | Устройство измерения электрических сигналов с комбинированным аналого-цифровым интерфейсом |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020133522U RU203096U1 (ru) | 2020-10-12 | 2020-10-12 | Устройство измерения электрических сигналов с комбинированным аналого-цифровым интерфейсом |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU203096U1 true RU203096U1 (ru) | 2021-03-22 |
Family
ID=75169677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020133522U RU203096U1 (ru) | 2020-10-12 | 2020-10-12 | Устройство измерения электрических сигналов с комбинированным аналого-цифровым интерфейсом |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU203096U1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010134321A1 (ja) * | 2009-05-18 | 2010-11-25 | 日本電信電話株式会社 | 信号生成回路、光信号送信装置、信号受信回路、光信号同期確立方法、および光信号同期システム |
| RU140729U1 (ru) * | 2013-12-27 | 2014-05-20 | Закрытое акционерное общество "Инженерно-технический центр "Континуум" | Устройство измерения электрических параметров с комбинированным аналого-цифровым интерфейсом для подключения к измерительным датчикам тока и напряжения |
| RU147247U1 (ru) * | 2013-12-27 | 2014-10-27 | Закрытое акционерное общество "Инженерно-технический центр "Континуум" | Устройство объединения цифровых потоков данных измерений |
| RU147290U1 (ru) * | 2013-12-27 | 2014-11-10 | Закрытое акционерное общество "Инженерно-технический центр "Континуум" | Групповое устройство измерения электрических параметров |
-
2020
- 2020-10-12 RU RU2020133522U patent/RU203096U1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010134321A1 (ja) * | 2009-05-18 | 2010-11-25 | 日本電信電話株式会社 | 信号生成回路、光信号送信装置、信号受信回路、光信号同期確立方法、および光信号同期システム |
| RU140729U1 (ru) * | 2013-12-27 | 2014-05-20 | Закрытое акционерное общество "Инженерно-технический центр "Континуум" | Устройство измерения электрических параметров с комбинированным аналого-цифровым интерфейсом для подключения к измерительным датчикам тока и напряжения |
| RU147247U1 (ru) * | 2013-12-27 | 2014-10-27 | Закрытое акционерное общество "Инженерно-технический центр "Континуум" | Устройство объединения цифровых потоков данных измерений |
| RU147290U1 (ru) * | 2013-12-27 | 2014-11-10 | Закрытое акционерное общество "Инженерно-технический центр "Континуум" | Групповое устройство измерения электрических параметров |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10859611B2 (en) | Measuring and mitigating channel delay in remote data acquisition | |
| CN102590619A (zh) | 基于定时变量的实时测量设备的时间同步能力检测方法 | |
| US20080137246A1 (en) | Relay system in substation and PCM current differential relay system | |
| CN103199862B (zh) | 一种用于模数混合录波的数据同步方法 | |
| EP2898418B1 (en) | Branch circuit monitoring | |
| CN101297210A (zh) | 残留磁通测定装置 | |
| CN107727910B (zh) | 一种基于无源电子式互感器的变电站电流同步采集装置 | |
| US9680297B2 (en) | Current differential relay | |
| CN104155517A (zh) | 一种数字化电能表非整周期采样误差补偿方法及系统 | |
| CN111133324A (zh) | 用于识别电运行机构中的局部放电的方法和装置 | |
| RU203096U1 (ru) | Устройство измерения электрических сигналов с комбинированным аналого-цифровым интерфейсом | |
| CN103905045A (zh) | 基于物理层采样值的交流模数转换设备实时响应检测方法 | |
| Young et al. | Digital power metering manifold | |
| CN104931826A (zh) | 模拟量输入式合并单元的相位误差测试装置及方法 | |
| CN108241137B (zh) | 一种合并单元测试仪的基本误差溯源装置 | |
| JP2017153305A (ja) | 保護制御装置 | |
| CN105203875B (zh) | 基于频域扫描识别的合并单元额定延时测量方法 | |
| RU147247U1 (ru) | Устройство объединения цифровых потоков данных измерений | |
| KR102641615B1 (ko) | 고장 거리 검출이 가능한 다기능 위상 측정 장치 | |
| CN204442408U (zh) | 一种时间报文测试机 | |
| JP2021027785A (ja) | 保護制御システム | |
| Kusic et al. | Measurement of power system phase differences by means of GPS timing | |
| CN108318846A (zh) | 智能变电站合并单元绝对延时的测试装置 | |
| Abdolkhalig et al. | Towards dynamic on-line state estimator based on IEC61850–9–2 Process Bus | |
| RU2482588C1 (ru) | Устройство формирования синхронизированных данных о состоянии энергообъекта |