SU851342A1 - Устройство дл измерени и контрол пАРАМЕТРОВ - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в энергетике дл  автоматического измерени  и контрол  в цифровом виде показателей качества электроэнергии.

Известна система контрол  напр жени . Система обеспечивает сигнализацию повышени  или понижени  напр жени  относительно заданного уровн  и пуск осциллографа дл  регистрации величины отклонени . Напр жение, предварительно сниженное до необходимого уровн , подводитс  к усилителю , один из выводов которого соединен со шлейфом осциллографа. Другой выход усилител  питает полупроводниковую схему, генерирующую импульсы при отклонении напр жени  от заданного уровн  и обеспечивающую срабатывание реле пуска осциллографа Щ.

Недостатками этой системы- вл ютс  ее невысокие точность и быстродействие , вытекаи дие из применени  осциллографа в качестве регистрирукедего прибора, а также отсутствие автоматизации процесса регистрации измерений .

Известна система дл  автоматического контрол  параметров .содержаща 

объект контрол , коммутатор, цифровой преобразователь, пороговый элемент , вычислитель, индикатор,блок сигнализаторов, программный блок,блок управлени  циклом контрол , блок самоконтрол  t l.

Основными недостатками системы  вл ютс  ее невысока  точность,так как она не обеспечивает измерени  ве10 личины параметров в поле допуска,а также слож1юсть схемной реализации.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство К-70, содержащее набор первичных измерительных преобразователей с унифицированным электрическим выходным сигналом, коммутатор , аналого-цифровой преобразова- . тель, печатающее устройство, цифровые индикаторы, компараторы, устрой20 ство контрол  исправности, устройство управлени , цифровые части, устройство сигнализации СзТ.

Основными недостатками данного

25 устройства  вл ютс  узкие функциональные возможности, обусловленные отсутствием измерени  коэффициентов пульсации и нелинейных искажений, а также сложность схемной реализации

30 систелы.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства за счет измерени  коэффициентов несимметрии и неуравновешенности, а также всех отклонений и колебаний переменного напр жени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что -в устройство дл  измерени  и контрол  параметров, содержащее блок регистрации, коммутатор, соединенный первыми входакет со входами устройства , а первым выходом через включенные последовательно формирователь импульсов , умножитель частоты и ключ ср входом преобразовател  напр жение-код , второй вход которого подк ючен к первому выходу коммутатора , соединенного втерши выходом со входом блока изьюнени  фазы, а вторым входом - с первым выходом блока управлени , первый .вход которого подключен к выходу формировател  импульсов , а второй выход - ко второму входу ключа и к третьему входу преобразовател  напр жение-код введены первый и второй функциональные преобразователи , квадратор, делитель, три счетчика, блок извлечени  квгщратного корн , блок выделени  максимального кдда, блок выделени , минимального кода, третий и четвертый функциональные преобразова гели, соединенные первыми входами с выходом блока изменени  фазы, вторыми входами - с выходом ключа, а выходами - с пер;)ыми входами первого и второго функциональных преобразователей, подключенных вторыми входами ко второму выходу блока управлени , третьими входами - к выходу преобразовател  напр жение-код , а выходами - соответственно к первому и второму входам квадратора , выход которого через включенные последовательно первый счетчик и блок извлечени  квадратного корн  соединен с первым входом делител , подключенного выходом ко входу блока регистрации, вторым входом - к выходу второго счетчика, подсоединенного входами соответственно через блоки вьзделени  максимального и минимального кодов к выходу преобразовател  Напр жение-код, подключенного выходом к первому входу третьего счетчика , соединенного вторым входом с третьим выходом блока управлени ,а выходом с третьим входом делител .

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Схема содержит коммутатор 1 блок 2 изменени  фазы, форкшрователь 3 импульсов умножитель 4 частоты, блок 5 управлени , ключ, б, преобразователь 7 напр жение-кодг .вычислитель 8 параметров, индикатор 9, регистратор 10, третий функциональный преобразователь 11, четвертый функциональный преобразователь 12, перлый функциональный преобразователь

13, второй функционсшьный преобразователь 14, квадратор 15, первый счетчик 16, блок 17 извлечени  квадратного корн , делитель 18, третий и второй счетчики 19 и 20, блоки вьщелени  максимального 21 и минимального 22 кодов7 блок 23 регистрации .

Устройство работает следующим образом .

Устройство работает в режимах измерени  и контрол  коэффициентов несимметрии и неуравновешенности, отклонений и колебаний переменного напр жени , а также в режиме самоконтрол  и в режиме 1 - контрол  коэффи-ентов несимметрии и неуравновешенности .

Трехфазное напр жение подаетс  на вход коммутатора 1, подключающего измер емую фазу к ёходу формировател 

3 и преобразовател  7, который также управл ет блоком 2 по командам с блока 5 управлени . Выходные импульсы формировател  3 подаютс  на умножитель 4 частоты и блок 5 управлени ,

который открывает ключ б на врем  одного периода исследуемого сигнала TQ . За зто врем  через ключ с выхода умножител  на входы преобразовател  напр жение-код 7, третьего и четвертого преобразователей 11 н 12 проходит п импульсов. Эти импульсы запускают преобразователь в моменты времени 7Г коды мгновенных значений исследуемого напр жени  с выхода

преобразовател  поступают на входы

первого и второго преобразователей 13, 14, третьего счетчика 19 и блоков 21, 22 выделени  кодов. Одновременно импульсы с Ьыхода ключа подаютс  на входы третьего и четвертого

0 преобразователей 11, 12 и значени  ортогональных фуйКций s i п и t i и i в цифровой форме поступают на вторые входы первого и второго преобразователей , где происходит перемножение и суммирование введенных кодов с учетом их знаков. За период измерени  Тд в первом и втором преобразовател х 13, 14 зафиксируютс  квадратурные составл ющие напр жени  пр мой последовательности фазы А

Л

W XKr-.U..tti)cosuJt - (О

И,, X

«,,,(1.)б,-пшгч C2J.

«Т4

Claims (3)

1. Затем коммутатор по команде блока управлени  подключает фазу В ко входам формировател  и третьего и четвертого преобразователей. Измерение квадратурных составл ющих фазы В по последовател1ьностй операций аналогично измерению квадратурных составл ющих фазы А, отличие лишь в том, что значени  фазы ортогональных функjyLHfi измен ютс  на с помощью блокд 2. Дл  этого с выхода оператора в задатчики вводитс  поправка циф ровых кодов.на величину. В результате в первом и втором преобразовател х запишеус  число ( - °} СЭ) , Uj(t)sin(wt + 20°) СА). измерение квадратурных составл ющих фазы С происходит аналогично измере ни м по фазе А. Отличие лишь в том, что блок 2 измен ет угол на -120°. В результате в преобразовател х фик сируютс  числа ()S(ыt;-1lo-) (5). U CtJsin(u;t.) (Ь) В итоге первой и второй преобразо ватели зафиксируют числа, пропорциональные квадратурным составл ющим на пр жени  пр мой последовательности V,v .v.) которые затем поочередно поступают на вход квадратора 15. После возведе ни  в квадрат устройством 15, исследуемые коды суммируютс  в первом счетчике 16 и поступают на вход блока 17, где происходит извлечение квадратного корн  в соответствии с выражением j и- (9) х v Данный цифровой код, пропорциональный напр жению пр мой последовательности , поступает на вход делител  18 и фиксируетс  в одной из его  чеек. Перед определением обратной после довательности напр жени  все узлы устройства по команде блока 5 управлени  устанавливгиотс  в исходное сос то ние, кроме  чейки делител , где зафиксировано Ц . Измерение напр жени  Обратной последовательности Ua происходит аналогично описанному выш алгоритму 1-9 .Отличие лишь в том что блок 2 измен ет угол на -120 дл  фазы В и на + 120 дл  фазы С. В итоге в другой  чейке делител  зафиксируетс  цифровой код, пропорциональный напр жению обратной после довательности в соответствии с выражением .- ,, tio) Вслед за этим в делителе происходит деление напр жени  обратной последовательности на напр жение пр мой последовательности и в устройствах индикации 9 и цифропечати 10 фик сируетс  коэффициент несикметрии согласно формуле «ис. 1 Дл  определени  коэффициента неуравновешенности , который определ етс  как отнетиение нулевой последовательности напр жени  к пр мой HV. и, необходимо измерить напр жение нулевой последовательности Ц,. Устройство перед данной операцией также приводитс  в исходное состо ние по команде блока 5 управлени , за исключением  чеек делител  13, где зафиксировано Uf и и Определение Up аналогично приведенным выше алгоритмам определени  и и Uj. Особенность лишь в том, что блок 2 отключен.блоком 5 управлени  через коммутатор 1 и значени  напр жений фаз А, В, С умножаютс  на значени  ортогональных функций cosuy t и stncJti. В остальном операции аналогичны предыдущим алгоритмам (1) (10). В итоге в  чей,ке делител ; 18 фиксируетс  код, пропорциональный напр жению нулевой последовательности . -Ь После чего делитель 8 производит деление напр жени  нулевой последова-, тельности на напр жение пр мой после-довательности и в устройствах индикации 9 и цифропечати 10 фиксируетс  коэффициент неуравновешенности. Режим 2 - измерени  и контрол  отклонений , колебаний напр жени , в устройстве происходит параллельно рас смотренным выше алгоритмам и с выхода преобразовател  7 в третий счетчик 19 на суммирование поступают цифровые коды, равные действующему значению исследуемого сигнала фазы А за период TQ (.-fc-) (Дч) В режиме самоконтрол , который предшествует основным режимам, по команде блока 5 управлени  в третьем счетчике 19 и делителе 18 фиксируетс  код, пропорциональный номинальному значению фазного напо жени  и, , Ц5) По окончании времени измерени  блок 5 управлени  подает команду на вычитание в третий счетчик 19, согласно вырс1жению (t)(tO, (16) затем исследуемый код поступает на вход делител  18 и фиксируетс  в его  чейке как отклОнение исследуемого сигнала. Загтем в делителе происходит еление двух кодов в соответствии с выражением I U li Mooo/o Ц7) в устройствах индикации 9 и цифроечати 10 зафиксируетс  величина от-.. клонени  исследуемого напр жени  за период измерени  Т,. Одновременно с этим цифровые коды поступают на входы блоков 21, 22 выделени  кодов,где осуществл етс  по следовательное сравнивание текущих значений кодов, пропорциональных мгновенным значени м напр жени , и выделение в блоке 21 максимального Umo (t ) ив блоке 22 минимального mln Ч значений. За врем  измерений в блоках выделени  образуютс  коды, пропорциональ ные максимальному л гJn an-njt inioix и минимальному значению мгновенных напр жений . V и -IVN. mVnn/- imin (19) которые затем поступают во второй счетчик 20 на вычитание. После чего в  чейке делител  18 фиксируетс  код пропорциональный разности максимального и минимального значений исследуемого сигнала. Затем в делителе 18 происходит деление двух кодов в соот ветствии с выражением ох mtn И С выхода логометра на входа устройства индикации 9 и цифропечати 10 поступает код, пропорциональный коле банию исследуемого напр жени  за период измерени . Измерени  4W и cPu по фазам В, С происход т анашогично приведенным вьаие алгоритмам. Режим самоконтрол  системы предшествует режимам 1, 2 и заключаетс  в подаче на вход системы номинального значени  исследуемого напр жени . При этом система контрол  работает в полном соответствии с алгоритмами , приведенными в 1 и 2 режимах. В результате .с выхода вычислител  па раметров 8 на входы устройства регистрации 23 поступ т номинальные значени  KцJ, Кц и нулевые значени  Ьи и rfU, что говорит об исправности системы. To4HOcjb определени  коэффициенто несимметрии, неуравновешенности,коле баний и отклонений исследуемого напр жени  зависит от числа преобразований п и точности преобразовател  мгновенных значений исследуемого напр жени  в цифровые коды. В целом точность систе№1 контрол  может быть получена не менее 0,05-0,07%. Выстрюдействие системы определ ет с  временем измерени  трех периодов исследуемого сигнала. Таким образом, предлагаема  систе ма отличаетс  широкими .функциональны ми возможност ми и мсак&т быть исполь зована дл  автоматическогоконтрол  качества электроэнергии. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  и контрол  параметров, содержащее блок регистрации , коммутатор, соединенный первыми входами со входами устройства, а первым выходом через включенные последовательно формирователь импульсов , умножитель частоты и ключ - со входом преобразовател  напр жениекод , второй вход которого подключен к первому выходу коммутатора, соединенного вторым выходом CQ; ВХОДОМ блока изменени  фазы, а вторым входом - с первым выходом блока управлени , первый вход которого подключен к выходу формировател  импульсов,а второй выход - ко второму входу ключа и к третьему входу преобразовател  напр жение-код, отличаю щеес   тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей устройства ,в него введены первый и второй функцио-нальные преобразователи, квадратор , делитель,три счетчика, блох извлечени  квадратного корн , блок выделени  максимального кода, блок вьщелени  минимального кода, третий и четвертый функциональные преобразователи , соединенные первыми входами с выходом блока изменени  фазы, вто|рыми входами - с выходом ключа, а выходами - с. первыми входами первого и второго функциональных преобразователей , подключенных вторыми входами ко второму выходу блока управлени , третьими входами - к выходу преобразовател  напр жение-код, а выходамисоответственно к первому и второму входам квадратора, выход которого через включенные последовательно первый счетчик и блок извлечени  квадратного корн  соединен с первым входом делител , подключенного выходом ко входу бЛэка регистрации, вторым входом - к шлходу второго счетчика, подсоединенного входами соответственно через блоки выделени  максимального и минимального кодов к выходу преобразовател  напр жение-код, подключенного выходом к первому входу третьего счетчика, соединенного вторьа входом с третьим выходом блока управлени , а выходом - с третьим входе делител . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1., Патент CteA 3869667, кл. G 01 Е 13/04, опублик. 1973.
2. 2.Авторское свидетельства СССР 631879, кл. S 05 В 23/02, 1978.
3. 3.Анализ и синтез измерительных систем. Сборник. Под.ред.И.Я.Каверина . Л., Энерги , 1974, с. 99-101.