Статистический анализатор выбросов и провалов напряжения

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоеетскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 23.01.80(21) 2875243/18-21с присоединением заявки Мо -(51 М. Кл. 6 01 В 19/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийНовочеркасский ордена Трудового Красного Эн ни ффффИ 0 ТЕ политехнический институт им, Серго Орджоникидэ(54) СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР ВЫБРОСОБ И ПРОВАЛОВ НАПРЯЖЕНИЯ 2 Изобретение Относится к информационно-измерительной и вычислительной технике и, в частности, может быть использовано в электроэнергетике при аппаратурном контроле качества напряжения в электрических сетях. Известен многоуровневой анализатор выбросов и провалов напряжения,. содержащий пороговые элементы, счет,чики и элементы И и НЕ, причем первый вход каждого 1-го (1и, где и - количество уровней анализа) элемента И, подключенного выходом к входу соответствующего счетчика, соединен с выходом 1.-го порогового элемента, а второй вход подключен через соответствующий элемент НЕ к выходу (1 + 1)-го порогового элемента, выход и-го порогового элемента соединен с входом и-ого счетчика, соединенного с входной клеммой устройства через дифференциатор порогового элемента, инверсный выход которого через формирователь связан .с третьими входами элементов И 1 11.Недостатками устройства являются низкая помехоустойчивость, низкая надежность схемы и двойное время анализа, необходимое для получения гистограмм выбросов и провалов напряжения.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является многоуровневый статистический анализаторвыбросов и провалов напряжения, содержащий и где и -число уровней анализа) соединенных входами со входнойклеммой устройства компараторов, прямые и инверсные выходы которых черези-входовые элементы ИЛИ с динамическими входами соединены соответственно с входами установки нуля и единицы К 5-триггера, входы каждого 1-го 15 (при 11и) элемента И, подклю;ченного выходом к входу 1-го а-декадного счетчика импульсов, соединенысоответственно первый - с инверснымвыходом 1-го компаратора, второй -с прямым выходом (1-1)-го компаратора, третий - через Формирователь одиночного импульса с прямым выходомк 5-триггера 21,Недостатками известного устройства 25 являются двойное время анализа, необходимое для получения гистограмм выбросов и провалов напряжения, а такжеего низкая надежность.ЦеЛь изобретения - повышение быстро действия и надежности работы устройства.Поставленная цель достигается тем, что в статистический анализатор ныбросон и провалон напряжения, содержащий и соединенных входами компараторов, прямые и инверсные выходы которых через два п-нходоных элемента ИЛИ с динамическими входами соединены соотнетственно с входами установки нуля и единицы В 5-триггера, выход которого соединен с нходом формирователя одиночного импульса, и блок па О мяти, введены Формирователь модуля, нуль-орган и шифратор, причем входная клемма соединена с входами нуль-органа и Формирователя модуля, выход которого соединен с входами компарато рон, прямые входы компараторов, кроме и-го, соединены с входами шифратора, а блок памяти выполнен в виде оперативного запоминающего устройства, и-декадного двоично-десятичного счет чика и блока задержки, при этом выходы шифратора соединены с младшими разрядами адресных входов оперативного запоминающего устройства, старший разряд которых соединен с внходом нуль органа, выходы оперативного запоминающего устройства соединены с входами предварительной записи щ-декадного двоично-десятичного счетчика, выходы последнего соединены с входами записи оперативного запоминающего устройства, выход Формирователя одиночного импульса соединен с входом блока задержки, первый выход которого соединен с управляющим входом щ-декадного двоично-десятичного счетчика, второй выход - с его счетным входом, а третий выход - с управляющим входом оперативного эапоминаюцего устройства.На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - графи ки напряжения на элементах схемы.Анализатор содержит нуль-орган 1, формирователь 2 модуля, компараторы 3.1-3.3, элементы ИЛИ 4 и 5 с динамическими входами,й 5-триггер б,форми ронатель 7 одиночного импульса (одно- вибратор), блок 8 задержки с тремя выходами, шифратор 9 из одноразрядного нормального кода в двоичный, оперативное запоминающее устройство 5 О 10 емкостью 2и в 4 бит, е-декадный дноично-десятичный счетчик 11 с возможностью предварительной записи информации. Анализатор выполнен. и-канальным, причем опорные уровни компараторов 3.1-3.3 каналов выбраны по равномерному закону с шагом ЬО, Блок памяти устройства, выполненный на оперативном запоминающем устройстве 10, счет- бо чика 11 и блока задержки 8, содержит 2 и каналов емкостью 10 каждый.Накопление информации в процессе анализа случайного процесса выбросов и провалов напряжения осуществляется 65 с помощью а-декадного двоично-десятичного счетчика 11, а ее хранениев ячейках оперативного запоминающегоустройства 10. Для записи и храненияв оперативном запоминающем устройстве10 в-разрядное десятичное число представляется н виде слова емкостьющ " 4 в коде 1-2-4-8, причем номердекады записанного в оперативном запоминающем устройстве слова соответствует номеру десятичного разрядачисла, а значение декады - десятичной цифре этого разряда.Для изображенного на Фиг. 1 в качестве примера анализатора и = 8.Схема анализатора позволяет производить одновременный параллельныйанализ выбросов и провалов напряжения.Рассмотрим работу устройства прианализе выбросов напряжения. В этомсдучае подаваемое на вход устройстваотклонение напряжения сети от его номинального уровня повторяется Форми -(рователем 2 модуля без изменений иподается на входы компараторов 3.1-3.3.фиг,2, аУо,;-о,== с- цВ процессе. своего йзменения напряжениа О пересекает нулевое значение (в момент времени с ), чтоприводит к срабатыванию нуль-органа 1,выходное единичное напряжение которого прикладывается к адресному входу оперативного запоминаюцего устройства 10.В момент нремени с напряжение Опересекает уровень Оо , что сопровождается срабатыванием компаратора первого канала 3,1 и появлением на выходе элемента ИЛИ 4 единичного импульса (фиг. 2, д ). Этот импульс переводит В 5-триггер б в нулевое состо.яние.Дальнейший рост напряжений О 9 (и, соответственно, О ) сопровождается поочередными срабатываниями компаратора .второго и третьего каналов. Поступающие при этом на вход й В 5- триггера б единичные импульсыГне меняют состояние В 5-триггера, а лишь повышают надежность работы устройства в целом. При срабатывании каждого компаратора, кроме того, формируется новый адрес на входах А 1-АЗ оперативного запоминающего устройства 10, однако это также не приводит к каким- либо изменениям в схеме анализатора.После прохождения выбросом напряжения своего амплитудного значения напряжение О начинает снижаться, что в момент времени с приводит к возврату компаратора третьего канала 3,3 и появлению единичного напряжения на его инверсном выходе, Приэтом с выхода элемента ИЛИ 5 на нход 5 В 5-триггера б поступает чмпульснапряжения (фиг. 2, в), который переводит Й 5-триггер в единичное состояние. А зто, в свою очередь, приводит к запуску формирователя 7 одиночного импульса, выходное напряжениекоторого прикладывается к входу блока 8 задержки.После возврата компаратора 3.3,кроме того, формируется соответствующий,третьему каналу блока памятивыбросов напряжения адрес на входах 1 ОА 1-А 4 оперативного запоминающего устройства 10 - 1010.Появляющийся на выходе блока задержки 8 с задержкой Г импульс на,пряжения (Фиг. 2, г) подает команду 15на.предварительную запись в щ-декадный двоично-десятичный счетчик 11числа, накопленного в результате предыдущего анализа в канале устройствас адресом 1010 и поданного с выходовоперативного эапоминаюцего устройства 10 на информационные входы счетчика 11,После окончания предварительнойзаписи с задержкой Т на выходе блока8 задержки, связанном со счетным входом декадного двоично-десятичногосчетчика 11, появляется импульс, увеличивающий содержимое счетчика на еди-.ницу.30с задержкой Гз с выхода блока 8задержки подается команда на записьв оперативное запоминающее устройство10 по тому же адресу 1010, увеличенному на единицу числа,Таким образом осуществляется накоп 5ление информации в блоке памяти устройства,При появлении провала напряжениянуль-орган 1 возвращается в исходноесостояние и его выходное напряжение 40принимает нулевое значение, а Формирователь 2 модуля инвертирует входное напряжение устройства02: -0 = -ч = - (0-0)ЬХВ остальном работа анализатора 45при провалах напряжения аналогичнаописанной выше. Тольконакопление информации осуществляется в оперативномзапоминаюцем устройстве 10 по адресам 0000 - 0111., 50После накопления достаточного объема информации по содержимому оперативного запоминающего устройства 10строятся гистограммы выбросов и провалов напряжения. Максимальное числоразрядов гистограмм равно о, т.е.п 9 ловине записанных в оперативном запоминающем устройстве 10 числа слов,а величина выборки выбросов и провалов напряжения ограничена числом десятичных разрядов щ счетчика 11Преимуществами предлагаемого устройства по сравнению с известными является меньшее в 2 раза время анализа, необходимое для получения гистограмм выбросов и провалов напряжения, большая экономичность и надежность схемы, меньшая стоимость и потребляемая его мощность,формула изобретенияСтатистический анализатор выбросов и провалов напряжения, содержащий и соединенных, входами компараторов, прямые и инверсные выходы которых через два и-входовых элементаИЛИ с динамическими входами соединены соответственно с входами установки нуля и единицы Й 5-триггера, выходкоторого соединен с входом формирователя одиночного импульса, и блокпамяти, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения быстродействияи надежности работы, в него введеныформирователь модуля, нуль-орган ишифратор, причем входная клемма соединена с входами нуль-органа и формирователямодуля, выход которого соединен с входами компараторов, прямые выходы компараторов, кроме п-го,соединены с входами шифратора, а блокпамяти выполнен в виде оперативногозапоминающего устройства, в-декадногодвоично-десятичного счетчика и блоказадержки, при этом выходы шифраторасоединены с младшими разрядами адресных входов оперативного запоминаюцегоустройства, старший разряд которыхсоединен с .выходом нуль-органа, выходы оперативного запоминающего устройства соединены с входами предварительной записи в-декадного двоичнодесятичного счетчика, выходы последнего соединены с входами записи оперативного запоминаюцего устройства,выход формирователя одиночного импульса соединен с входом блЬка задержки,первый выход которого соединен с управляющим входом в-декадного вдоично-деоятичного счетчика, второй выходс его счетным входом, а третий выхгс управляющим входом оперативногозапоминающего устройства.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 591781, кл. 6 01 й 19/04, 1976.2, Авторское свидетельство СССР9 789880 кл. 6 01 В 19/04, 1979.947775Составитель В, Костин Редактор н. Гришанова техред А. Бабииец корректор У. пономаренко Заказ 5624/68 Тираж 717 Подни ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Рауюская иаб д иал ППП "Патент", г. УжгорПроектная