Анализатор длительности выбросов и провалов напряжения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 5 606 Р 15/36 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИЗОБРЕТ МУ СВИДЕТЕЛЬСТВ К АВТО(57) Изобретение относится к области информационно-измерительной и вычислительной техники и может быть использовано в электроэнергетике для контроля качества электроэнергии в промышленных электрических сетях, Цель изобретения - повышение точности за счет реализации обобщенного метода оценки влияния выбросов и провалов напряжения питающей сети. Анализатор содержит выпрямительный элемент, нуль- орган, блок формирования модуля, компараторы, счетчики, блоки памяти, элемент И, одновибратор, регистр, элемент НЕ, триггер, компаратор и распределитель уровней,3 ил,(21) 4358257/24(56) Авторское свидетельство СССРМ 1290355, кл. 6 06 Р 15/36, 1984.Авторское свидетельство СССРМ 920741, кл. 6 06 Г 15/36, 1979.(54) АНАЛИЗАТОР ДЛИТЕЛЬНОСТИ ВЫБРОСОВ И ПРОВАЛОВ НАПРЯЖЕНИЯ Изобретение относится к информаци- входом блока 3 формирования модуля, выонно-измерительной и вычислительнойтех- ход которого соединен с объединенными нике, предназначено для получениямежду собой входами компараторов 4-5, семейства функций распределения длитель-: выходы которых соединены соответственно ности превышения выбросами и провалами в каждом канале с входами установки нуля напряжения различных уровней анализа и счетчиков группы 6-7, выходы которых соеможет быть использовано в электроэнерге- . динены с информационными входами мнотике для контроля качества электроэнергии . гоканального коммутатора 8, выход в промышленных электрических сетях и: которого соединен с информационным вхооценки его влияния на различное электро- дом блока 9 памяти, информационным вхооборудование. дом младших разрядов регистра 10 иЦель изобретения - повышение точно- первым входом числового компаратора 11, сти анализа. второй вход которого подключен к выходуНа фиг, 1. представлена структурная схе- блока 9 памяти, генератор 12 импульсов, ма устройства; на фиг. 2 - схема блока фор выход которого соединен с тактовыми вхомирования модуля; на фиг. 3 - график дами счетчиков группы 67 и счетчика 13 и изменения напряжения на выходе входного входом первого одновибратора 14, выход преобразователя анализатора, которого соединен непосредственно с втоАнализатор содержит соединенный рым входом элемента И 15 и через одновибвходом с входной клеммой устройства выпря- - ратор 16 с входом записи блока 9 памяти, мительный элемент 1, выход которого сое- инверсный выход нуль-органа 2 соединен с динен с входом нуль-органа 2 и вторым . первым входом блока 3, прямой выходнуль1674156 15 20 30 35 40 50 органа 2 соединен с вторым входом блока 3 и информационным входом старшего разряда регистра 10, выход счетчика 13 соеди" нен с управляющим входом коммутатора 8 адресным входом блока 9 памяти и инфор мационным входом старших разрядов реистра 10, выход которого соединен с адресным входом блока 17 памяти, выход Которого соединен с информационным входом счетчика 18, выход которого соединен с информационным входом блока 17 памяти, первый выход компаратора 11 соединен с первым входом элемента И 15, выход которого связан с входом записи регистра 10 и через элемен 1 НЕ 19 - с входом установки единицы триггера 20, инверсный выход которого соединен с входом сброса распределителя 21 уровней, тактовый вход которого подключен к выходу генератора 22 импульсов (частота которого может. быть нестабильной), выходы распределителя 21 соединены соответственно с входом записи счетчика 18, с тактовым входом счетчика 18, с входом записи блока 17 памяти и с входом установки и нуля триггера 20. Блок 3 содержит коммутатор 23, соединенный информационным входом с вторым входом блока 3 и через инвертор 24 - с информационным входом коммутатора 25,выход которого объединен с выходом коммутатора 23 и соединен с выходом блока, управляющий вход коммутатора 23 соединен с третьим входом блока, управляющий вход коммутатора 25 соединен с первым входом блока.Анализатор выполнен многоканальным, уровни срабатывания компараторов4 - 5 равномерно разбивают диапазон изменения амплитуды выбросов и провалов напряжения, квантователями длительности выбросов и провалов являотся двоичные счетчики 6 - 7. Далее в качестве примера рассматриваются 256-канальный анализатор, имеющий число квантов амплитуды выбросов и провалов напояжения - по 8, число квантов длительности превышения выбросами и провалами уровней анализа - 16, Для повышения точности измерения длительности выбросов и провалов напряжения испол ьзуются 8-разрядн ые счетч и ки 6 - 7,выходы четырех старших разрядов каждого из которых соединены соответственно с информационными входами коммутатора 8.Анализатор работает следующим образом,Выпрямительный элемент 1 анализатора осуществляет преобразование переменного напряжения сети в постоянное, пропооциональное действующему значению анализируемого напряжения за вычетом его номинального значения;1= ( -),где К - коэффициент пропорциональности,При выбросах напряжения сети за номинальный уровень выходное напряжение элемента 1 положительно, оно без изменений пропускается блоком 3 на входы компараторов 4 - 5; напряжение прямого выхода нуль-органа 2 равно единице, измеряемые статистики накапливаются в ячейках блока 17 памяти с адресами 10000000 - 11111111, превышенные значения длительностей выбросов записываются в ячейках блока 9 памяти с адресами 000 - 111.Импульсы кварцевого генератора 12 непрерывно поступают на тактовые входы счетчиков 6 - 7, однако при отсутствии выбросов напряжения содержимое счетчиков 6 - 7 остается нулевым, поскольку к их входам установки нуля приложено единичное напряжение с инверсных выходов компараторов 4 - 5. Трехразрядный счетчик 13 циклически изменяет свое состояние, в каждом такте генератора 12 также запускаются одновибраторы 14 и 16, однако информация в блоке 17 памяти не накапливается, а содержимое ячеек блока 9 памяти, поддерживается нулевым. При превышении выбросом напряжения первого уровня анализа (в момент времени 11 на фиг. 3) срабатывает компаратор 4 первого канала, его выходное напряжение становится равным нулю. Счетчик 6 первого канала начинает заполняться и, подсчитывая импульсы кварцевого генератора 12, определяет длительность Т 1 превышения выбросом первого уровня анализа.В очередном цикле работы счетчика 13 при его выходном коде 000 на выходе коммутатора 8 появляется отличное от нуля содержимое счетчика 6 первого канала 0001, которое превышает нулевое содержимое ячейки блока 9 памяти с адресом 000. На выходе компаратора 11 появляется единичное напряжение, открывая элемент И 15 для импульса одновибратора 14, который записывает в регистр 10 код 10000001, а также опрокидывает в единичное состояние триггер 20, импульсом с выхода одновибратора 16 в ячейку 000 блока 9 памяти записывается код 0001.Поскольку со входа установки нуля распределителя 21 снимается единичное напряжение, то он выходит из состояния покоя и по его выходам начинает сканировать управляющее напряжение, осуществляя следующий короткий цикл операций.С приходом на тактовый вход распределителя 21 очередного импульса с выхода генератора 22 на втором выходе распределителяпоявляется управляющий сигнал, который записывает в двоично-десятичный счетчик 18 выборку, накопленную в результате предыдущего анализа в ячейке блока 17 памяти с адресом 10000001, В следующем такте импульсом с третьего выхода распределителя 21 содержимое счетчика 18 увеличивается на единицу, после чего импульсом с четвертого выхода распределителя 21 эта информация возвращается в блок 17 памяти по тому же адресу. Импульс с пятого выхода распределителя 21 переводит триггер 20 в нулевое состояние, возвращая таким образом распределитель в состояние покоя, во время которого управляющее напряжение непрерывно присутствует на его свободном первом выходе.В процессе дальнейшего нарастания длительности выброса Т 1 выше первого уровня анализа выходной код счетчика 6 первого канала становится равным 0010 - в очередном цикле работы счетчика 13 на единицу увеличивается статистика, накапливаемая в канале блока 17 памяти с адресом 10000010 и т,д.В случае превышения выбросом напряжения второго уровня анализа в момент времени т 2 на фиг, 3) начинает нарастать содержимое двоичного счетчика второго канала, измеряя длительность Тг, При увеличении содержимого двоичного счетчика второго канала до значения 0001 в очередном цикле работы счетчика 13 на единицу увеличивается статистика, накапливаемая в канале блока 17 памяти с адресом 10010001 и т.д.При снижении напряжения счетчики 6 - 7 обнуляются напряжением с инверсных выходов отпускающих компараторов 4-5, ячейки блока 9 памяти также последовательно обнуляются и накопление информации в блоке 17 памяти анализатора прекращается.При появлении провала напряжения сети на прямом выходе нуль-органа 2 появляется "0", а блок 3 инвертирует отрицательное напряжение с выхода выпрямительного элемента 1 - в результате на входы компараторов 4 - 5 подается положительное напряжение, как и при анализе выбросов,При анализе провалов напряжения анализатор работает так же, как и при анализе выбросов, только информация накапливает ся в каналах блока 17 памяти с адресами00000000- 01111111. Формула изобретения Анализатор длительности выбросов и провалов напряжения, содержащий группу компараторов, два генератора импульсов, нуль-орган, два счетчика, первый блок памяти, распределитель уровней, триггер, элемент И и выпрямительный элемент, вход 51015202535 формационным входом старшего разряда которого является входом анализатора, первый выход распределителя уровней соединен с входом управления записью первого блока памяти, выход которого подключен к информационному входу первого счетчика,выход которого соединен с информационным входом первого блока памяти, вход записи и тактовый вход первого счетчика подключены соответственно к второму и третьему выходам распределителя уровней, четвертый выход которого подключен к входу установки нуля триггера, инверсный выход которого подключен к входу сброса распределителя уровней, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены коммутатор, группа счетчиков, два одновибратора, компаратор, элемент НЕ, второй блок памяти, регистр и блок формирования модуля, первый и второй входы которого соединены соответственно с инверсным выходом нуль-органа и выходом выпрямительного элемента, подключенным к входу нуль-органа, прямой выход которого соединен с инрегистра и с третьим входом блока формирования модуля, выход которого подключен к входам компараторов группы, выходы кокоторых подключены к информационным входам коммутатора, выход которого соединен с информационным входом второго блока памяти, с информационным входом младших разрядов регистра и с первым входом компаратора, выход которого подключен к первому входу элемента И, выход которого соединен с входом управления записью регистра и через элемент НЕ - с 50 входом установки в единицу триггера, выход второго генератора импульсов соединен с тактовыми входами счетчиков группы, второго счетчика и через первый одновибратор - с вторым входом элемента И и с входом второго одновибратора, выход которого подключен к входу управления записью второго блока памяти., выход которого соединен с вторым входом компаратора, выход второго счетчика подключен к управляющему входу коммутатора, к адторых соединены с входами установки нуля40 . соответствующих счетчиков группы, выходы1674156 ресному входу второго блока памяти и к информационным входам старших разрядов регистра, выход которого соединен с адресным входом первого блока памяти. Фиг.Ю Составитель С, Ионки ехред М.Моргенталактор К. пкин ктор С. Шевкун Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2924 Тираж 386 ПодписноеВКИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5