Статистический анализатор отклонений напряжения сети

 

Изобретение относится к области информационно-измерительной и вычислительной техники и может быть использовано в электроэнергетике для получения гистограммы отклонений напряжения ,в электрических сетях промьшшенных предприятий и энергосистем для контроля качества электроэнергии сетей. Цель изобретения - повыпение быстродействия за счет сокращения времени опроса. Анализатор содержит преобразователь переменного напряжения в постоянное, аналого-цифровой преобразователь, двоичный счетчик, коммутатор, оперативное запоминающее устройство, двоично-десятичный счетчик , генератор выборки, цифровой индикатор , генератор тактовых импульсов , триггер, распределитель уровней, элемент ИЛИ, элемент И, элемент установки в О, многопозиционный переа S ключатель, шифратор, переключатель (Л режима. Преимуществами анализатора являются большее удобство в эксплуатации , в частности в режиме подготовки его к работе, а также при снятии накопленной информации. 1 ил.

ИЖ)З СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

Ai (19) (И1 (114 С06 F!5 36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТЖ ф -,1 .У ъ ч а

Р... -1 1 1

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР ОТКЛОНЕНИЙ НАПРЯЖЕНИЯ СЕТИ (57) Изобретение относится к области информационно-измерительной и вычислительной техники и может быть использовано в электроэнергетике для получения гистограммы отклонений напряжения в электрических сетях про(21) 3885885/24-24 (22) 18.04,85 (46) 07. 10.86. Бюл. Ф 37 (71) Новочеркасский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. Серго Орджоникидзе (72) В.Ф. Ермаков (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 163422, кл. G 06 F 15/36, 1962.

Авторское свидетельство СССР

Ф 993469, кл. С 06 Р 15/36, 1981. мышленных предприятий и энергосистем для контроля качества электроэнергии сетей. Цель изобретения — повьзпение быстродействия за счет сокращения времени опроса. Анализатор содержит преобразователь переменного напряжения в постоянное, аналого-цифровой преобразователь, двоичный счетчик, коммутатор, оперативное запоминающее устройство, двоично-десятичный счетчик, генератор выборки, цифровой индикатор, генератор тактовых импульсов, триггер, распределитель уровней, элемент ИЛИ, элемент И, элемент установки в "0", многопозиционный переключатель, шифратор, переключатель режима. Преимуществами анализатора являются большее удобство в эксплуатации, в частности в режиме подготовки его к работе, а также при снятии накопленной информации. 1 ил.

f

Изобретение относится к информационно-измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в электроэнергетике для получения гистограммы отклонений напряжения в 5 электрических сетях промьппленных . предприятий и энергосистем с целью контроля качества электроэнергии сетей, а также выбора мероприятий по регулированию напряжения. !О

Цель. изобретения — повышение быстродействия за счет сокращения времени опроса для удобства в эксплуатации анализатора.

На чертеже приведена структурная схема анализатора.

Анализатор содержйт соединенные входами анализатор и преобразователь 1 переменного напряжения в постоянное, выход которого через аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2 соединен с информационным входом двоичного счетчика 3, информационный выход которого связан с вторым информационным входом коммутатора 4, информационный выход которого соединен с адресным входом оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) 5, информационный выход которого соединен с информационными входами двоично-де30 сятичного счетчика 6 и цифрового индикатора 7, информационный выход двоичпо=десятичного счетчика 6 соединен с информационным входом ОЗУ 5, генератор 8 выборки, генератор 9 тактовых З5 импульсов, выход генератора 8 соединен с единичным входом триггера 10, инверсный выход которого соединен e: входом установки нуля распределителя 11 уровней (РУ), выходы которого 40 соединены соответственно с входом записи двоичного счетчика 3, с входом записи двоичио-десятичного счетчика 6, с тактовым входом счетчика 6, через элемент ИЛИ 12 с входом записи 45

ОЗУ 5, с входом установки нуля триггера 10, выход генератора 9 соединен с тактовым входом распределителя 1! и через элемент И 13 — с тактовым входом двоичнОго счетчика 3, первый вход 5О элемента И 13 соединен с входом установки нуля двоично-десятичного счетчика 6, первым входом элемента ИЛИ 12 и через элемент 14 установки в "0" с шиной единичного потенциала анали- 55 затора, многопозиционный переключатель 15, через контакты которого шина единичного потенциала анализатора со24

2 единена с входами шифратора 16 из унитарного кода в двоичный, выход которого соединен с первым информационным входом коммутатора 4, управляющий вход которого через контакты (двухпозиционного) переключателя 17 режима соединен с шинами единичного и нулевого потенциалов анализатора.

Анализатор выполнен и-канальным (где n — число уровней анализа, равное числу разрядов искомой гистограммы отклонений напряжения). Уровни анализа отклонений напряжения задаются границами разрядов АЦП 2, вследствие чего ширина младшего значащего разряда (МЗР) Л11, используемого в устройстве АЦП 2, равняется ширине разряда измеряемой гистограммы отклонений hU. Аналоговая величина подаваемого на вход АЦП 2 напряжения преобразуется на его выходах в двоичное число, число разрядов которого равняется

N = log n (1) з

В анализаторе используется АЦП 2 следящего типа, очередное изменение кода на выходе которого происходит

;лишь после того, как его входное на-, пряжение U изменяется на ширину ИЗР

AU. Коду числа на информационном выходе.АЦП 2 соответствует номер разряда искомой гистограммы отклонений на-. пряжения (при Н = 4) коду 0000 — первый разряд гистограммы; коду 0001 второй разряд гистограмы и т.д.

В процессе анализа статистики для построения разрядов гистограммы отклонений напряжения накапливаются в различных каналах блока памяти, выполненного на ОЗУ 5. Номера каналов задаются кодом двоичного числа (ко.— личество разрядов которого также равняется И) на адресном входе ОЗУ 5.

Причем соответствие между адресом канала ОЗУ5 и номером разряда измеряе- мой гистограммы отклонений напряжения следующее: (при М = 4) по адресу

0000 накапливается статистика для построения первого разряда гистограмм4, по адресу 0001 — второго разряда и так далее.

Суммарная емкость ОЗУ 5 анализатора равняется

E =nr m 4, (2) где „m — число десятичных разрядов максимальной выборки отклоне о ний напряжения M = 10 кото1262

При поступлении следующего импульса генератора 9 на вход распределителя 11 на четвертом выходе последнего, связанном с тактовым вхо55 дом двоично-десятичного счетчика 6, появляется импульс, который увеличивает содержимое счетчика 6 на единицу рая мо е1 быть накоплена в каждом канале блока памяти ан апиз ат ор а.

Между некоторыми элементами устройства используются групповые многоканальные связи. Между элементами 2-3-4-5 и 16-4 число единичных связей в каждой групповой равняется N, а между элементами 5 — 6-5 и 5-7 — ш . 4.

Причем в каждой,.руппе используются согласованные единичные связи, соответствующие определенному двоичному разряду многоразрядного двоичного или двоично-десятичного кода. Например, информационный выход АЦП 2 и информа- 15 ционный вход двоичного счетчика 3 соединены следующим образом: выход мпадшего разряда (или "1") АЦП 2 соединен с входом "1" счетчика 3, выход "2" АЦП 2 соединен с входом "2" 20 счетчика 3, выход "4" АЦП 2 — с входом "4" счетчика 3 и так далее, Аналогично выполнены и остальные групповые связи. Генератором 8 вырабатываются им- 25 пульсы выборки случайного процесса изменения отклонений напряжения. Ге.нератором 9 задается тактовая частота анализатора, которая на несколько порядков превышает частоту гене- 30 ратора 8.

Устройство работает следующим образом.

Для проведения измерений переключатель 17 устанавливается в положение Измерение". В этом случае к управляющему входу коммутатора 4 прикладывается единичный потенциал и в результате на информационном выходе коммутатора 4 появляется код, прило- 40 женный к второму информационному входу коммутатора 4 с информационного выхода двоичного счетчика 3.

Перед началом измерений нажатием 45 на кнопочный выключатель 14 в "О" обнуляется содержимое ОЗУ 5. Осущест- вляется это следующим образом. Единичный.потенциал через кнопочный выключатель 14 прикладывается к входу установки нуля двоично-десятично го счетчика 6, появляющийся при этом на информационном выходе счетчика 6 нулевой код прикладывается к информационному входу ОЗУ 5. Единичный сигнал от элемента 14 через элемент

ИЛИ 12 также поступает на вход записи ОЗУ 5 в результате все время нажа524 4 тия кнопочного выключателя 14, независимо от состояния распределителя 11, ОЗУ 5 находится в режиме записи информации, приложенной к его информационному входу. Импульсы от генератора 9 с высокой частотой Е (100 кГц) чер:-з элемент И !3 поступают на тактовый вход двоичного счетчика 3. Выходной код счетчика 3, изменяющийся с частотой Й, поступает через коммутатор 4 на адресный вход ОЗУ 5 — в результате в течение долей мс во все каналы памяти анализатора вписываются нули.

После отпускания кнопочного выключателя 14 начинается процесс накопления информации.

В момент появления импульса на выходе генератора 8 выборки триггер 10 переводится в единичное состояние, снимая единичный блокировочный сигнал с входа установки нуля распределителя 11.

Очередной импульс генератора 9 переводит распределитель Il в состояние, при котором единичный уровень напряжения появляется на его втором выходе. Это напряжение прикладывается к входу записи двоичного счетчика 3, в результате чего в последний записывается число, имеющееся на выходе АЦП 2 и соответствующее уровню анализа отклонений напряжения в момент выборки, например 0011. Это двоичное число с информационного выхода счетчика 3, после прохождения через коммутатор 4, прикладывается к адресному входу ОЗУ 5.

Следующий импульс генератора 9 приводит к появлению единичного уровня напряжения на третьем выходе распределителя 11. При этом в двоичнодесятичном счетчике 6 записывается число, накопленное в результате предыдущего анализа и хранящееся в ОЗУ 5 по адресу 0011 (то есть статистика отклонений напряжения, накопленная до этого момента в четвертом канале блока памяти устройства).

Формула изобретения

Статистический анализатор отклонений напряжения сети, содержащий преобразователь переменного напряжения в постоянное, вход которого является входом сети анализатора, а выход соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с тактовым входом распределителя уровней, вход установки нуля которого подключен к инверсному выходу триггера., единичный вход которого соединен с выходом генератора выборки, а нулевой вход — с первым ныходом распределителя уровней, второй и третий выходы которого подключены соответственно к входу записи и к тактовому входу дноично-десятичного счетчика, выход которого соединен с информационным входом оперативного запоминающего устройства, выход которого подключен к информационному входу двоично-десятичного счетчика и входу цифрового индикатора, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия за счет сокращения времени опроса, он содержит двоичный счетчик, коммутатор, элементы И и ИЛИ, шифратор, переключатель режима, кнопочный выключатель и многопозиционный переключатель, вход которого соединен с шиной единичного потенциала анализатора, а ныходь» подключены соответственно к входам шифратора, выход которого соединен с первым информационным входом коммутатора, второй информационньп» вход которого подключен к выходу вход которого соединен с выходом аналого †цифрово преобразователя, вход записи — с четвертым выходом распределителя уровней, а вход установки в "0" двоичного счетчика подключен к выходу элемента И, первый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а второй вход элемента И объединен с первым входом элемента ИЛИ, входом установки нуля дноично-десятичного счетчика и подключен через кнопочный ныключатель к шине единичного потенциала анализатора, второй вход элемента

ИЛИ подключен к пятому нь»ходу распределителя уровней, а выход элемента ИЛИ соединен с входом записи оперативного запоминающего устройства, адресный вход которого соединен с

5 1262524 Ь

При следующем ср аб атын апии распределителя 11 появляющееся на одном из его выходов единичное напряжение, проходя через элемент ИЛИ 12, управляет записью н ОЗУ 5 по тому же адре5 су 0011 числа, содержащегося в счетчике 6.

Появление единичного импульса напряжения на шестом выходе распределителя 11 приводит к установке триг- 10 гера IO в нулевое состояние, н результате чего распределитель 11 также устанавливается в нулевое состояние — единичное напряжение появляется на его перном выходе, который ос †. тается свободным. В таком состоянии распределитель 11 наход»»тся до прихода следующего импульса генератора 8 выборки.

Таким образом, при каждой выборке щ0 случайного процесса изменения отклонений напряжения осуществляется считывание в счетчик 6 числа, накопленного н результате предыдущего анализа и хранящегося в ОЗУ 5 по адресу, 25 соответствующему уровню анализа отклонений в момент выборки, после чего это число увеличивается счетчиком 6 на единицу и вновь записывает— ся н ОЗУ 5 по тому же адресу. 30

При следующей выборке осуществляется аналогичная операция.

После накопления достаточно большого объема информации переключатель 17 переводится в состояние "0»Ipoc". При этом к управляющему нходу коммутатора 4 прикладывается нулевой потенциал — н результате на информационном вь»ходе коммутатора 4 появляется код, приложенный к первому двоичного счетчика, информационный

40 . информационному входу коммутатора 4 с выхода шифратора 16. В этом режиме прекращается накопление информации и осуществляется опрос каналов ОЗУ 5.

Для этого многопозиционный переклю5 чатель 1.5 поочередно переводится в положения "00",. "01" "02", "03" и так далее. На выходе п»»»фратора 16 при этом соответственно появляются коды

0000" 0001 "0010" "0011" и так

Э 1 Ъ

50 далее, которые через коммутатор 4 прикладываются к адресному входу

ОЗУ 5 — на индикаторе 7 появляются статистики, накопленные н каналах блока памяти анализатора с номерами 1-4 и т.д., которые используются для построения соответствующих разрядов гистограммы отклонений напряжения.

7 1262524 8 выходом коммутатора, управляющий вход которого соединены с шинами соответсткоторого соединен с выходом переклю- венно нулевого и единичного потенцичателя режима, первый н второй входы ала анализатора.

Составитель Э. Сечина

Техред И.Попович Корректор А. Зимокосов

Редактор Н. Маргслина

Заказ 5430/48 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного .комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раутская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная,4