СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ КОНДЕНСАТОРНОЙ УСТАНОВКИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ КОНДЕНСАТОРА Российский патент 2010 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к области систем обработки информации и может быть использовано при функциональном контроле и диагностировании конденсаторной установки на основе использования последовательной схемы замещения конденсатора.

Способы определения параметров конденсаторной установки на основе использования последовательной схемы замещения конденсатора неизвестны.

Задачей изобретения является создание способа определения параметров конденсаторной установки на основе использования последовательной схемы замещения конденсатора.

Поставленная задача решена за счет того, что в способе определения параметров конденсаторной установки при использовании последовательной схемы замещения конденсатора производят измерения мгновенных значений сигналов напряжения и тока в каждой фазе в одни и те же моменты времени t_j=t₁, t₂, …,t_n, с шагом дискретизации

где Т - период сигнала тока/напряжения;

N - число отсчетов на периоде Т,

сохраняют их как текущие. Одновременно осуществляют дифференцирование этих сигналов, после чего определяют активное сопротивление R и емкость С каждой фазы конденсаторной установки для, по крайней мере, трех моментов времени, используя выражение:

Затем определяют принимаемые в качестве конечных результатов эквивалентные параметры каждой фазы конденсаторной установки как средние арифметические полученных значений активного сопротивления и емкости.

Достоинство предложенного способа заключается в том, что нет необходимости в дополнительных измерениях и приборах для получения значений активных сопротивлений 1.1, 1.2, 1.3 (фиг.1) и емкостей 1.4, 1.5, 1.6 (фиг.1) каждой фазы конденсаторной установки, так как регистраторы электрических сигналов, с помощью которых можно получить массивы мгновенных значений токов и напряжений, уже имеются в большинстве энергетических систем.

Точность предложенного способа заключается в том, что параметры конденсаторной установки при использовании последовательной схемы замещения конденсатора определяют непосредственно (напрямую), без дополнительных устройств, вносящих погрешность в результаты измерений. Для повышения точности определения параметров конденсаторной установки при использовании последовательной схемы замещения конденсатора целесообразно активное сопротивление и емкость определять для трех моментов времени и более.

Предложенный способ является информативным за счет того, что позволяет напрямую определять все параметры конденсаторной установки.

На фиг.1 приведена эквивалентная схема замещения конденсаторной установки при использовании последовательной схемы замещения конденсатора, в каждой фазе эквивалентное активное сопротивление 1.1, 1.2, 1.3 последовательно соединено с эквивалентной емкостью 1.4, 1.5, 1.6.

На фиг.2 приведена структурная схема устройства для реализации предложенного способа определения параметров конденсаторной установки при использовании последовательной схемы замещения конденсатора.

На фиг.3 изображена аппаратная схема блока расчета активного сопротивления и емкости.

В таблице 1 приведены цифровые отсчеты мгновенных значений напряжений и токов и

В таблице 2 приведены результаты расчета параметров конденсаторной установки при использовании последовательной схемы замещения конденсатора.

Способ может быть осуществлен с помощью устройства, представленного на фиг.1. Устройство для определения параметров конденсаторной установки при использовании последовательной схемы замещения конденсатора состоит из блока расчета активного сопротивления и емкости фазы А 2.1, блока расчета активного сопротивления и емкости фазы В 2.2 и блока расчета активного сопротивления и емкости фазы С 2.3 конденсаторной установки (блок расчета R, C). Вход каждого блока расчета активного сопротивления и емкости фаз А, В, С 2.1, 2.2, 2.3 связан с местом подключения соответствующей фазы конденсаторной установки к линии электропередачи через регистратор аварийных ситуаций, а выходы каждого блока расчета активного сопротивления и емкости фаз А, В, С 2.1, 2.2, 2.3 подключены к ЭВМ 3.

Блоки расчета активного сопротивления и емкости фаз А, В, С 2.1, 2.2, 2.3 (блок расчета R, C) (фиг.3) имеют одинаковое конструктивное исполнение и состоят из первого 4 (УВХ 1) и второго 5 (УВХ 2) устройств выборки и хранения, входы которых подключены к регистратору аварийных ситуаций. К первому устройству выборки-хранения 4 (УВХ 1) последовательно подключены первый 6 (П 1), второй 7 (П 2) и четвертый 8 (П4) программаторы, выходы последнего подключены к ЭВМ 3. К выходу второго устройства выборки-хранения 5 (УВХ 2) подключены второй 7 (П 2) и третий 9 (П 3) программаторы. К выходу третьего программатора 9 (П 3) подключен второй 7 (П2) программатор. К каждому устройству выборки-хранения подключен тактовый генератор 10 (ТГ).

Все устройства выборки-хранения реализованы на микросхемах 1100СК2. Программатор 6 (П 1), программатор 7 (П 2), программатор 9 (П 3), программатор 8 (П 4) может быть выполнен на микроконтроллере серии 51 производителя atmel AT89853. Тактовый генератор 10 (ТГ) может быть реализован на микроконтроллере АТ80С2051.

Для исследований была выбрана конденсаторная установка БСК напряжением 110 кВ на подстанции установки подготовки нефти Катыльгинского месторождения.

Одновременно на вход блока расчета активного сопротивления и емкости фазы А 2.1 (блок расчета R, C) конденсаторной установки с регистратора аварийных ситуаций подают массив отсчетов мгновенных значений напряжения и тока в фазе А конденсаторной установки (таблица 1):

На вход первого устройства выборки-хранения 4 (УВХ 1) поступает сигнал u(t_j), на вход второго устройства выборки-хранения 5 (УВХ 2) поступает сигнал i(t_j),

где t_j=t₁, t₂, …,t_n - моменты времени,

- число отсчетов на периоде Т,

Δt=0,000625 с - шаг дискретизации массивов мгновенных значений тока/напряжения.

Значения сигналов записывают в блоки выборки-хранения 4 (УВХ 1) и 5 (УВХ 2) и хранят там как текущие, затем с выхода первого устройства выборки-хранения 4 (УВХ 1) сигнал u(t_j) поступает на вход первого программатора 6 (П1), с помощью которого осуществляют его дифференцирование (с использованием одной из формул):

а) явной трехточечной формулы дифференцирования:

б) формулы дифференцирования после сглаживания:

Одновременно с выхода второго устройства выборки-хранения 5 (УВХ 2) сигнал i(t_j) поступает на вход третьего программатора 9 (ПЗ), с помощью которого осуществляют его дифференцирование (с использованием одной из формул):

а) явной трехточечной формулы дифференцирования:

б) формулы дифференцирования после сглаживания:

Одновременно на вход второго программатора 7 (П 2) поступают сигналы с выхода программатора 6 (П 1), с выхода третьего программатора 9 (П 3) и i(t_j) с выхода второго устройства выборки-хранения 5 (УВХ 2).

С помощью второго программатора 7 (П2) определяют значения активного сопротивления и емкости силового конденсатора для n моментов времени, равного трем: t₁₀=0,00625 с; t₁₅=0,009375 с; t₂₅=0,015625 с:

а) С использованием явной трехточечной формулы дифференцирования:

R₁=0,205 Ом (таблица 2);

C₁=31,292 мкФ (таблица 2).

б) С использованием формулы дифференцирования после сглаживания:

R₁=0,205 Ом (таблица 2);

C₁=31,093 мкФ (таблица 2).

Полученные значения активного сопротивления и емкости силового конденсатора поступают на вход четвертого программатора 8 (П4), с помощью которого определяют средние значения эквивалентных активного сопротивления 1.1 (фиг.1) и емкости 1.2 (фиг.1) фазы А конденсаторной установки при использовании последовательной схемы замещения конденсатора:

а) С использованием явной трехточсчной формулы дифференцирования:

б) С использованием формулы дифференцирования после сглаживания:

Работа блоков расчета активного сопротивления и емкости фаз В и С 2.2 и 2.3 (блок расчета R, C) конденсаторной установки аналогична и осуществляется одновременно.

Таким образом, заявляемое изобретение позволяет измерять эквивалентные активные сопротивления 1.1, 1.2, 1.3 (фиг.1) и емкости 1.4, 1.5, 1.6 (фиг.1) каждой фазы конденсаторной установки при использовании последовательной схемы замещения конденсатора.

Таблица 1 Способ определения параметров конденсаторной установки при использовании последовательной схемы замещения конденсатора Фаза А В С Время t, с u, B i, A u, B i, A u, B i, A 0 -97423,7 -176,57 64915,42 -745,211 32774,02 927,4303 0,000625 -99040,3 12,40408 48758,69 -854,885 50655,01 847,5178 0,00125 -96850,9 200,9014 30728,19 -931,707 66589,36 735,0358 0,001875 -90939,6 381,6783 11516,82 -972,723 79964,72 594,3067 0,0025 -81533,4 547,7874 -8137,13 -976,359 90267,08 430,7387 0,003125 -68994 692,8454 -27478,4 -942,473 97100,53 250,6177 0,00375 -53803,3 811,2777 -45763,6 -872,369 100202,5 60,86555 0,004375 -36544,8 898,5331 -62290,2 -768,74 99453,66 -131,226 0,005 -17882 951,2583 -76423,1 -635,569 94882,91 -318,274 0,005625 1468,018 967,4273 -87619 -477,973 86665,87 -493,091 0,00625 20761,62 946,4185 -95447,8 -302,009 75118,31 -648,959 0,006875 39257,37 889,0394 -99608,5 -114,439 60683,99 -779,888 0,0075 56244,48 797,495 -99941,4 77,52871 43917,62 -880,846 0,008125 71070,14 675,3034 -96433,6 266,5172 25463,52 -947,954 0,00875 83164,62 527,1602 -89219,9 445,2635 6030,874 -978,632 0,009375 92063,13 358,7585 -78577,5 606,8987 -13633,5 -971,702 0,01 97423,7 176,57 -64915,4 745,211 -32774 -927,43 0,010625 99040,34 -12,4041 -48758,7 854,8854 -50655 -847,518 0,01125 96850,91 -200,901 -30728,2 931,7069 -66589,4 -735,036 0,011875 90939,55 -381,678 -11516,8 972,7235 -79964,7 -594,307 0,0125 81533,44 -547,787 8137,132 976,3588 -90267,1 -430,739 0,013125 68994,05 -692,845 27478,38 942,4733 -97100,5 -250,618 0,01375 53803,25 -811,278 45763,65 872,369 -100202 -60,8656 0,014375 36544,82 -898,533 62290,24 768,7401 -99453,7 131,2256 0,015 17882 -951,258 76423,06 635,5689 -94882,9 318,2738 0,015625 -1468,02 -967,427 87618,98 477,9731 -86665,9 493,0909 0,01625 -20761,6 -946,419 95447,75 302,0092 -75118,3 648,9589 0,016875 -39257,4 -889,039 99608,52 114,4391 -60684 779,8877 0,0175 -56244,5 -797,495 99941,39 -77,5287 -43917,6 880,8458 0,018125 -71070,1 -675,303 96433,57 -266,517 -25463,5 947,9536 0,01875 -83164,6 -527,16 89219,86 -445,264 -6030,87 978,632 0,019375 -92063,1 -358,759 78577,48 -606,899 13633,54 971,7021 0,02 -97423,7 -176,57 64915,42 -745,211 32774,02 927,4303

Таблица 2 Способ определения параметров конденсаторной установки при использовании последовательной схемы замещения конденсатора Фаза , В/с , А/с R, Ом С, мкФ R, Ом С, мкФ при явной трехточечной формуле дифференцирования А 30231482,0 -62710,3 0,205 31,292 0,205 31,292 11407264,0 -280472 0,205 31,293 -30914880,0 3871,2 0,205 31,292 В -9591600,0 290827,2 0,205 31,292 0,205 31,292 19443600,0 239958,0 0,205 31,292 15219752,0 -266848,0 0,205 31,292 С -20785504,0 -229437,6 0,205 31,292 0,205 31,292 -31043899,2 40961,6 0,205 31,292 15811680,0 264548,1 0,205 31,292 при формуле дифференцирования после сглаживания А 30425111,5 -63112,0 0,205 31,093 0,205 31,093 11480325,3 -282269,0 0,205 31,093 -31112877,3 3895,733 0,205 31,093 В -9653026,7 292689,9 0,205 31,093 0,205 31,093 19568146,7 241494,9 0,205 31,093 15317232,0 -268557,0 0,205 31,093 С -20918633,3 -230907,2 0,205 31,093 0,205 31,093 -31242729,6 41224,0 0,205 31,093 15912946,7 266242,5 0,205 31,093

Изобретение относится к области систем обработки информации и может быть использовано при функциональном контроле и диагностировании конденсаторной установки на основе использования последовательной схемы замещения конденсатора. Способ определения параметров конденсаторной установки при использовании последовательной схем замещения конденсатора заключается в том, что производят измерения мгновенных значений сигналов напряжения и тока в каждой фазе в одни и те же моменты времени с шагом дискретизации и сохраняют их как текущие. Одновременно осуществляют дифференцирование этих сигналов. Затем определяют активное сопротивление К и емкость С каждой фазы конденсаторной установки для, по крайней мере, трех моментов времени. Определяют принимаемые в качестве конечных результатов эквивалентные параметры каждой фазы конденсаторной установки как средние арифметические полученных значений активного сопротивления и емкости. Технический результат - создание способа определения параметров конденсаторной установки на основе использования последовательной схемы замещения конденсатора, обеспечивающего наилучшую точность. 2 ил., 2 табл.

Способ определения параметров конденсаторной установки при использовании последовательной схемы замещения конденсатора, отличающийся тем, что производят измерения мгновенных значений сигналов напряжения и тока в каждой фазе в одни и те же моменты времени t_j=t₁, t₂, …,t_n, с шагом дискретизации
,
где Т - период сигнала тока/напряжения;
N - число отсчетов на периоде Т,
сохраняют их как текущие, одновременно осуществляют дифференцирование этих сигналов, после чего определяют активное сопротивление R и емкость С каждой фазы конденсаторной установки для, по крайней мере, трех моментов времени, используя выражение:
,
затем определяют принимаемые в качестве конечных результатов эквивалентные параметры каждой фазы конденсаторной установки как средние арифметические полученных значений активного сопротивления и емкости.