Цифровой измеритель симметричных составляющих трехфазной сети

 

(72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СИММЕТРИЧНЫХ

СОСТАВЛЯЮЩИХ ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ

Изобретение относится к контролю качества электроэнергии трехфазных сетей переменного тока.

Известно цифровое устройство для измерения симметричных составляющих трехфаэной системы переменных напряжений, содержащее пересчетный блок, преобразователь аналог-код, множительное устройство, реяерсивный счетчик, пороговое устройство, фаэосдвигающее устройство, раэличитель полярности, переключатель фаз, регистрирующее устройство (1 .

Недостаток устройства — низкое быстродействие, так как в нем используется поисковый метод измерения амплитуд симметричных составляющих.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является цифровой измеритель симметричиьм составляющих трехфазной сети, содержащий коммутатор фаз, преобразователь аналог-код, блок управления, множительные устройства, задатчик кодов, реверсивные счетчики, определитель знака, блок изменения фазы на

120, квадратор, регистрирующее устройство, устройство деления, нульорган (2).

Недостаток данного измерителя— ограниченный верхний диапазон частоты и сложная аппаратурная реализация.

Ограничение верхнего диапазона частот обусловлено тем, что в измерителе

10 в промежутках между моментами дискретизации необходимо производить перестройку задатчика кодов и выполнение операции умножения.

Целью изобретения является расшиIS рение функциональных воэможностеи.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измеритель симметричнык составляющих, трехфаэной сети, содержащий последовательно соединенные

20 коммутатор фаэ, аналого-цифровой преобразователь, блок памяти и блок вычисления, а также блок управления, умножитель частоты и счетчик, приМ.Я. Минц, В.Н. Чинков,. О.Г. Гриб, Г.К,.Ка»льянов и Ю.В. Рираховский ! C

J ( ч

Ц

1»

» ю

868640 чем три входа устройства соединены с тремя входами коммутатора фаз, первый вход соединен с первым входом блока управления, первый выход которого соединен с четвертым входом коммутатора фаэ, второй выход блока уп.равления соединен со вторым входом блока памяти, введены дешифраторы, элемент И и триггер, причем первый, вход блока управления соединен с умножителем частоты, выход которого через элемент И, счетчик соединен с дешифратором, выход которого соединен с аналого-цифровым преобразователем, третий выход блока управления соединен со вторым входом дешифрато-. ра и первым входом триггера, выход которого сединен с другим входом элемента И, второй выход счетчика соединен со вторым входом триггера и вторым входом блока управления.

На чертеже приведена структурная схема измерителя.

Измеритель содержит коммутатор 1 фаз, блок 2 управления, умножитель 3 частоты, аналого-цифровой преобразователь 4, элемент И 5, триггер 6, счетчик 7, дешифратор 8, блок 9 памяти и блок 1О вычисления.

Измеритель работает следующим образом.

В исходном состоянии через коммутатор 1 на вход аналого-цифрового преобразователя подается фазное напряжение Ug. Зто же напряжение поступает на первый вход блока 2 управления и на вход умиожителя 3 частоты. Умножи1 тель 3 частоты служит для формирования калиброванных по фазе меток (импульсов), цена деления которых не зависит от частоты контролируемого напряжения. Зти метки используются для задания моментов измерения выброчных мгновенных значений фазных напряжений. Если выбрать моменты дискретизации кратные 30, то коэффициент умноо жения умножителя 3 частоты целесообразно выбирать равным 12. Тогда каждый выходной импульс умножителя 3 буа дет соответствовать|У/ é=gO входного напряжения на любой частоте. Импульсы с выхода умножителя 3 частоты поступают на информационный вход элемента И 5, который в исходном состоянии закрыт по управляющему входу по" тенциалом триггера 6. В момент времени, соответствующий te t = О, блок 2 управления формирует сигнал, который

/ поступает на триггер 6 и управляющии вход дешифратора 8. Триггер 6 изменяет свое состояние на противоположное и подготавливает к работе по управляющему входу элемента И 5. Импульсы, с умножителя 3 частоты через элемент И 5 поступают на счетчик 7.

Дешифратор 8 служит для формирования на своем выходе управляющих сигналов для запуска аналого-цифрового

1О преобразователя 4. Зти управляющие сигналы формируются при поступлении на счетчик 7 определенного количества импульсов с умножителя 3 частоты, Так первый управляющий сигнал,. соответстввющий

90 на счетчик 7 должно поступить 4 импульса, в момент дискретизации игс = 120 — пять импульсов о н т.д. и, наконец, в момент дискретизации mt = 330 — 12 импульсов.

Поскольку для определения симметричных составляющих необходимо одно значение напряжения U« при urt = 90" (если начальную фазу напряжения Up выбирать равной нулю, т.е. моменты дискретизации цвай = О принять совпадающими с переходом напряжения U« через нуль) и шесть значений напряжений U и Uc при vent = Оо 90, 120, 210, 240, 330о, то дешифратор 8 имеет второй управляющий вход, которым он подключен к третьему выходу бло3S ка 2 управления. По этому входу дешифратор 8 настраивается либо на формирование одного управляющего сигнала при ы t = 90 в для напряжения U « либо шести управляющих сигналов при

faut = 0, 90, 120, 210, 240, 330 дпя напряжений US и U<. С поступлением каждого из управляющих сигналов с выхода дешифратора 8 на управляющий вход аналого-цифрового преобразователя 4 последний преобразует соответствующие мгновенные значения напряжения на его входе в код, который записывается в блок памяти 9. Для напряжения U« управляющий сигнал с выхода дешифратора 8 на запуск преобразователя 4 поступает только с приходом четвертого импульса на счетчик 7. С поступлением двенадцатого импульса счетчик 7 переполняется и на

его выходе формируется сигнал, который подается на единичный вход триггера 6 н на второй вход блока 2 управления. Триггер 6 возвращается в

8686 40

20

30 исходное состояние и элемент И 5 сч»новится нечув твительным к импульсам умножителя 3 частоты. Блок 2 управ— ления переключает коммутатор 1 в следующее состояние, при котором на вход преобразователя 4 подается напряжение 0 . Затем при w t = О на8 пряжение UA со второго выхода блока 2 управления поступает сигнал на перестройку дешифратора 8 и на нулевой вход триггера 6. На вход счетчика 7 с выхода умножителя 3 частоты начинают. поступать калиброванные импульсы и на выходе дешифратора S формируются импульсы запуска преоб разователя 4 в моменты дискретизации напряжения 011. t = О, 30, 120, 210, 240, 330 . Коды мгновенных значений напряжения в этих точках с выхода преобразователя 4 записываются в блок

9 памяти по соответствующим адресам, которые задаются со второго выхода блока 2 управления. Аналогично происходит измерение мгновенных значений напряжения U, коды которых также записываются в блок 9 памяти. Затем коды мгновенных значений напряжений

Uä, U и U< вводятся из блока 9 памяти в блок 10 вычисления. Если необходимо определить коэффициент несимметрии, блок 10 вычисления реализует также операцию деления.

Формула изобретения Цифровой измеритель симметричных составляющих трехфазной сети, содержащий последовательно соединенные коммутатор фаз, аналого-цифровой преобразователь, блок памяти и блок вычисления, а также блок управления, умножитель частоты и счетчик, причем гри входа устройства соединены с тремя входами коммутатора фаз, первый вход соединен с первым входом блока управления, первый выход которого соединен с четвертым входом коммутатора фаз, второй выход блока управления соединен со вторым входом блока памяти, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены де-. шифратор, элемент И и триггер, причем первый вход блока управления соединен с умножи1 елем частоты, выход которого через элемент И, счетчик соединен с дешифратором, выход которого соединен с аналого-цифровым преобразователем, третий выход блока управления соединен со вторым входом дешифратора и первым входом триггера, выход которого соединен с другим входом элемента И, второй выход счетчика соединен со вторым входом триггера и вторым входом блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

М - 676948, кл. G Ol R 29/16, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

11 - 737882, кл. G 01 R 29/16, 1979 (прототип).

ВНИИПИ Заказ 8317/65

Ти аж 735 Подписное .

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4