RU2046356C1 - Analyzer of envelope of signal of three-phase supply line - Google Patents
Analyzer of envelope of signal of three-phase supply line Download PDFInfo
- Publication number
- RU2046356C1 RU2046356C1 SU4757026A RU2046356C1 RU 2046356 C1 RU2046356 C1 RU 2046356C1 SU 4757026 A SU4757026 A SU 4757026A RU 2046356 C1 RU2046356 C1 RU 2046356C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- inputs
- unit
- filter
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для измерения колебаний напряжения в трехфазной электрической сети. The invention relates to electrical engineering and is intended to measure voltage fluctuations in a three-phase electrical network.
Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет статистического анализа уровней фазных напряжений и их среднеквадратического значения. The aim of the invention is the expansion of functionality due to statistical analysis of phase voltage levels and their mean square values.
Сопоставленный анализ с прототипом позволяет сделать вывод о соответствии критерию "новизна". Compared analysis with the prototype allows us to conclude that the criterion of "novelty".
По отличительным существенным признакам был проведен поиск известных решений в науке и технике. Известных решений не найдено. Следовательно, заявляемое технической решение соответствует критерию "существенные отличия". On the basis of distinctive essential features, a search was made for known solutions in science and technology. No known solutions found. Therefore, the claimed technical solution meets the criterion of "significant differences".
Принципиальное отличие предлагаемого изобретения от прототипа заключается в том, что заявляемое устройство за счет введения в него делителя напряжения, источника компенсирующего напряжения, фильтра низких частот, взвешивающего фильтра и элемента задержки, а также цепочки из последовательно соединенных квадратора, накапливающего сумматора, масштабирующего блока и блока извлечения квадратного корня, включенной между блоком выделения огибающей сигнала и регистратором, позволяет обеспечить статистическое измерения уровней колебаний за каждую минуту и последующую оценку среднеквадратического значения размахов изменений напряжения в течение всего времени замера (наблюдения) для всех фаз и составляющей прямой последовательности одновременно, что способствует значительным повышению достоверности измерений и расширению функциональных возможностей устройства. The fundamental difference between the present invention and the prototype is that the claimed device due to the introduction of a voltage divider, a compensating voltage source, a low-pass filter, a weighing filter and a delay element, as well as a chain of series-connected quadrator, accumulating adder, scaling unit and block extracting the square root included between the signal envelope extraction unit and the recorder allows for statistical measurement of vibration levels and every minute and subsequent measurement of the RMS value Range of voltage changes during the measuring time (observation) for all phases and the positive sequence component simultaneously, thereby significantly improving the reliability of measurement functional unit and expansion capabilities.
Таким образом, разница в результате исследования известного объекта прототипа и объекта по заявляемому техническому решению позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "положительный эффект". Thus, the difference as a result of the study of the known object of the prototype and the object of the claimed technical solution allows us to conclude that the invention meets the criterion of "positive effect".
На фиг.1 представлена функциональная схема анализатора огибающей сигнала трехфазной сети; на фиг.2 временные диаграммы напряжений на выходах отдельных составных элементов блока управления, иллюстрирующие его работу. Figure 1 presents the functional diagram of the analyzer envelope signal of a three-phase network; figure 2 timing diagrams of the voltages at the outputs of the individual components of the control unit, illustrating its operation.
Анализатор огибающей сигнала трехфазной сети содержит трехфазный измерительный трансформатор 1, три входных зажима которого соединены с входными клеммами А, В, С измерителя, а три выходных зажима блока 1 подключены к трем входам фильтра 2 прямой последовательности и к входам блоков 3-5 выборки хранения, выходы которых объединены и подключены к выпрямителю 6, входом соединенному через управляемый ключ 7 с выходом фильтра 2 прямой последовательности, первый вход которого подключен к информационному входу блока 8 управления, второй выход которого подключен к управляющему входу ключа 7 и к разрешающим запись входам блоков 3-5 выборки-хранения, к разрешающим считывание входам каждого из которых соответственно подключены третий, четвертый и пятый выходы блока управления. Выходы выпрямителя 6 и источника 9 компенсирующего напряжения соединены с соответствующими входами делителя 10 напряжения, выход которого подключен через последовательно соединенные фильтр 11 низких частот, масштабный усилитель 12, взвешивающий фильтр 13, блок 14 выделения эффективных значений, квадратор 15, накапливающий сумматор 16, масштабирующий блок 17 и блок 18 извлечения квадратного корня к входу регистратора 19, к другому входу которого подключен выход блока 14 выделения эффективных значений. Второй управляющий вход регистратора объединен через элемент 20 задержки со стробирующим входом накапливающего сумматора 16 и подключен к шестому выходу блока 8 управления, первый вход которого подключен к первому управляющему входу регистратора. The envelope analyzer of a three-phase network signal contains a three-
Блок 8 управления выполнен в виде комплексного блока, состоящего из триггеров 21 и 22, элемента И 23 и последовательно соединенных управляемого ключа 24, блока 25 фазового сдвига на 90о, компаратора 26, блока 27 дифференцирования, формирователя 28 модуля и счетчиков 29-31. При этом вход ключа 24 соединен с входом блока управления, а управляющий вход с прямым выходом триггера 21. Единичные входы триггеров 21 и 22 объединены и подключены к управляющему входу блока управления. Выход счетчика 30 соединен с нулевым входом триггера 22 и с динамическим входом элемента И 23, статический вход которого соединен с пересчетным выходом счетчика 31. Выход элемента И 23 подключен к нулевому входу триггера 21 и к входу сброса счетчика 31. Выходы триггера 22 и счетчиков 29-31. Выход элемента И 23 подключен к нулевому входу триггера 21 и к входу сброса счетчика 31. Выходы триггера 22 и счетчиков 29-31 являются выходами блока управления.The control unit 8 is configured in the form of an integrated unit consisting of flip-
Регистратор 19 состоит из АЦП 32 и 33, элемента ИЛИ 34 и ЦПУ 35, причем информационные и управляющие входы АЦП 32 и 33 соединены с соответствующими входами регистратора, а выходы АЦП подключены через элемент ИЛИ 34 к входу ЦПУ 35. The
В основу работы измерителя положены следующие соображения. При оценке колебаний напряжения время интегрирования выбирается равным 1 мин (Norme Europeenne EN 50 006). Каждый подобный замер определяет значение размаха колебаний напряжения, рассматриваемое в соответствии с выражением
δV · 100,
(1) где g(F) амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) зрительного анализатора;
G(F) энергетический спектр колебаний напряжения в диапазоне частот 0,001-25 Гц.The meter is based on the following considerations. When evaluating voltage fluctuations, the integration time is chosen to be 1 min (Norme Europeenne EN 50 006). Each such measurement determines the value of the range of voltage fluctuations, considered in accordance with the expression
δV · 100,
(1) where g (F) is the frequency response (AFC) of the visual analyzer;
G (F) energy spectrum of voltage fluctuations in the frequency range 0.001-25 Hz.
Cледовательно, среднеквадратическое значение размахов изменений напряжения за время замеров Т, нормируемое ГОСТ 13109-87 по известным одноминутным значениям его, определяется из выражения
δVт= , (2) где δ Vi текущее значение размаха, определенное из (1);
k число одноминутных интервалов на интервале времени замера Т.Consequently, the rms value of the range of voltage changes during the measurement T, normalized by GOST 13109-87 from known one-minute values of it, is determined from the expression
δV t = , (2) where δ V i is the current span value determined from (1);
k the number of one-minute intervals on the time interval of the measurement T.
Цикл работы устройства соответствует четырем периодам времени замеров Т, а каждый период времени обработки считанной информации. The cycle of the device corresponds to four periods of time T measurements, and each period of time for processing the read information.
Трехфазное напряжение сети понижается измерительным трансформатором 1, после чего линейные напряжения поступают на фильтр 2 прямой последовательности. The three-phase voltage of the network is reduced by a
По сигналу "Пуск", обозначающему начало цикла и соответственно первого периода, триггеры 21 и 22 устанавливаются в единичное состояние. При этом в первом периоде по логической единице с выхода триггера 22 блок 8 управления разрешает запись информации в блоки 3-5 выборки-хранения и открывает ключ 7. Составляющая прямой последовательности, подлежащая непосредственно обработке, с выхода фильтра 2 поступает через ключ 7 на вход двухполупериодного выпрямителя 6, а линейные напряжения в этот момент с выходов измерительного трансформатора 1 записываются в блоки 3-5 выборки-хранения. Выпрямитель 6 преобразует спектр исследуемого сигнала, который поступает на делитель 10 напряжения, где происходит ослабление сигнала и компенсация его постоянной составляющей с помощью источника 9 компенсирующего напряжения. Далее результирующее напряжение фильтруется активным фильтром 11 низких частот и усиливается масштабным усилителем 12. Выходное напряжение масштабного усилителя, представляющее собой огибающую исследуемого сигнала, дополнительно фильтруется по частоте с помощью взвешивающего фильтра 13, АЧХ которого модулирует кривую чувствительности зрительного анализатора человека. Затем результирующее напряжение подвергается линейному детектированию по уровню эффективных значений с помощью блока 14. На выходе блока 14 выделения эффективных значений образуется значение δ V (формула 1), представляющее собой размах колебаний напряжения, которое поступает на регистратор 19 и на квадратор 15, где оно возводится в квадрат и затем подается на накапливающий сумматор 16. According to the "Start" signal, indicating the beginning of the cycle and, accordingly, the first period,
В блоке 8 управления одновременно с триггером 22 триггер 21 открывает ключ 24, на выходе которого появляется входное переменное напряжение U24 (фиг. 2а), которое поступает на блок 25 фазового сдвига на 90о. В блоке 25 напряжение U24 сдвигается на 90о по фазе U25 (фиг.2а), после чего компаратор 26 формирует из него меандр U26 (фиг.2а), фронты которого совпадают по времени с максимумами входного напряжения U24. Блок 27 дифференцирования формирует в моменты, соответствующие фронтам меандра U26, разнополярные короткие импульсы U27 (фиг.2б). Далее формирователь 28 модуля формирует из последовательности импульсов U27 последовательность однополярных импульсов U28 (фиг. 2в), каждый из которых по времени совпадает с максимумом положительной или отрицательной полуволны входного напряжения U24. Затем тактовые импульсы с выхода формирователя модуля поступают на последовательно соединенные счетчики 29-31. При этом счетчик 30 переходит в следующее состояние через каждую минуту по сигналу переноса счетчика 29, т.е. после вычисления текущего размаха, а счетчик 31, представляющий собой недвоичный счетчик с модулем счета Ксч= 3, переходит в свою очередь в следующее состояние через каждый период времени замера Т по сигналу переноса счетчика 30, т.е. после окончания вычисления среднеквадратического значения размахов.In control unit 8, simultaneously with trigger 22,
Таким образом, в регистраторе после завершения цикла работы счетчика 29 размах, преобразуемый АЦП 33 в цифровой код, после поступления команды 1 раз в минуту от блока управления печатается с помощью ЦПУ 35, а в накапливающем сумматоре 16 после завершения цикла работы счетчика 30 формируется сумма квадратов размахов в соответствии с формулой (2). Выход сумматора 16 подключен через масштабирующий блок 17 с коэффициентом передачи, равным 1/К, к входу блока 18, который предназначен для извлечения квадратного корня из суммы квадратов. Выходная величина блока извлечения квадратного корня является среднеквадратическим значением размахов, и она поступает на регистратор 19, где преобразуется АЦП 32 в цифровой код и после поступления 1 раз за период времени замера Т сдвинутой во времени элементом 20 задержки команды от блока управления также печатается с помощью ЦПУ 35. Thus, in the registrar after completing the cycle of operation of the counter 29, the amplitude converted by the ADC 33 into a digital code, after receiving a
В этот момент в блоке 8 управления по сигналу переноса счетчик 30 устанавливает триггер 22 в состояние нуля и переводит счетчик 31 в единицу. При этом по сигналу "Стоп-1" (фиг.1) триггер 22 прекращает запись информации в блоки 3-5 выборки-хранения и закрывает ключ 7, а появление логической "1" на первом кодовом выходе счетчика 31 вызовет считывание сигнала с выхода блока 3 выборки-хранения, что приведет к началу второго периода, и таким образом процесс будет повторяться до тех пор, пока весь цикл не завершится полностью. At this moment, in the control unit 8, by the transfer signal, the
При полном завершении цикла сигнал переноса счетчика 30 подается через элемент И 23 на вход сброса счетчика 31 и на нулевой вход триггера 21, в результате чего по сигналу "Сброс" счетчик 31 устанавливается в нулевое состояние, а по сигналу "Стоп" триггер 21 закрывает ключ 24. И на этом весь цикл завершен. When the cycle is completed, the transfer signal of the
Если возникает необходимость дальнейшего анализа, то цикл будет повторен при повторной подаче сигнала "Пуск". If there is a need for further analysis, the cycle will be repeated when the Start signal is repeated.
Таким образом, после накопления достаточного объема информации по содержимому регистратора измерителя строятся функции распределения размахов колебаний напряжения и определяются их среднеквадратические значения для всех фаз и составляющей прямой последовательности одновременно, по которым более достоверно оценивается качество напряжения исследуемой сети. Thus, after the accumulation of a sufficient amount of information on the contents of the meter recorder, the distribution functions of the amplitude of the voltage fluctuations are constructed and their rms values are determined for all phases and a component of the direct sequence at the same time, according to which the voltage quality of the network under study is more reliably estimated.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4757026 RU2046356C1 (en) | 1989-11-09 | 1989-11-09 | Analyzer of envelope of signal of three-phase supply line |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4757026 RU2046356C1 (en) | 1989-11-09 | 1989-11-09 | Analyzer of envelope of signal of three-phase supply line |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2046356C1 true RU2046356C1 (en) | 1995-10-20 |
Family
ID=21478512
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4757026 RU2046356C1 (en) | 1989-11-09 | 1989-11-09 | Analyzer of envelope of signal of three-phase supply line |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2046356C1 (en) |
-
1989
- 1989-11-09 RU SU4757026 patent/RU2046356C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Жежеленко И.В. Показатели качества электроэнергии и их контроль на промышленных предприятиях. М., Энергоатомиздат, 1986, с.57-60, рис.24. * |
Патент СССР N 2020487, кл. G 01R 19/04, 1989. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1166315A (en) | Electronic kilowatt-hour meter for measuring electrical energy comsumption | |
RU2046356C1 (en) | Analyzer of envelope of signal of three-phase supply line | |
US4181949A (en) | Method of and apparatus for phase-sensitive detection | |
US3842349A (en) | Automatic ac/dc rms comparator | |
SU1056083A1 (en) | Oscillographic method of segnetoelectric dielectric hysteresis loop determination | |
SU798631A1 (en) | Method of measuring complex-impedance components | |
SU402984A1 (en) | DEVICE FOR FIXING ELECTRIC VALUES | |
SU721783A1 (en) | Digital ferroprobe magnetometer | |
SU429266A1 (en) | REMOVE BULK WELLPUT METER | |
SU900217A1 (en) | Digital resistance meter | |
SU1479886A1 (en) | Method and apparatus for determining active and reactive power | |
Kuppurajulu et al. | A fast response device for measurement of power, reactive power, volt-amperes and power factor | |
SU1126890A1 (en) | Converter of active power to code | |
RU1798727C (en) | Method for object phase shift determining | |
SU1698824A1 (en) | Method of determining conductivity and permittivity and device thereof | |
RU2133040C1 (en) | Reference meter of heavy direct currents | |
SU1571436A1 (en) | Method of measuring mechanical values | |
SU1368788A1 (en) | Device for determining electric load | |
SU1132241A1 (en) | Device for measuring impact pulse peak value | |
SU864152A1 (en) | Pear detector | |
RU2020487C1 (en) | Analyzer of waveform envelope | |
SU901929A1 (en) | Measuring converter for watt-meter | |
SU1422193A1 (en) | Device for registering breakdown voltage of dielectrics | |
SU883822A1 (en) | Magnetic optical hysteriograph | |
SU968893A2 (en) | Time-to-amplitude converter |