Устройство для измерения показателей качества электроэнергии трехфазной сети Советский патент 1983 года по МПК G01R29/16 

пятым и седьмым выходами блока управления.

3, Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что входной масштабно-суммирующий преобразователь содержит делитель напряжения и масштабно-суммирующий преобразователь, причем три входа делителя напряжения являются входами входного масштабно-суммирующего преобразователя, а -три выхода делителя напряжения соединены с входами масштабно-суммирующего преобразователя и тремя выходами входного масштабно-суммирующего преобразователя, три выхода масштабносуммирующего преобразователя являются тремя другими выходами входного масштабно-суммирующего, преобразователя.

1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ, содержащее входной масштабно-суммирующий преобразователь, коммутатор, преобразователи код-напряжение и напряжение-код, блок умножения частоты, блок формирования констант, комбинационный сумматор, вычислитель, индикатор и блок управления, причем три входных зажима через входной масштабно-суммирующий преобразователь соединены с тремя входами коммутатора, выход которого через преобразователь коднапряжение соединен с входом преобразователя напряжение-код, выход лервого комбинационного сумматора через -блок формирования констант соединен, с управляющим входом преобразователя код-напряжение, один из входных зажимов через блок умножения частоты соединен с входом синхронизации блока управления, первый, второй, третий и четвертый выходил которого соединены с управляющими входами коммутатора, комбинационнр го сумматора, преобразователя напряжение-код и вычислителя, выход которого соединен с индикатором, отличающееся тем,что, с цельюрасширения функциональных возможностей и повышения быстродействия, в него введены преобразователь кода, комбинационный и накапливающий сумматоры, блок памяти, причем три дополнительных выхода входного масштабно-суммирующего преобразователя соединены с тремя дополнительными входами коммутатора, выход преобразователя напряжение-код через последовательно соединенные преобразователь кода, второн комбинационный сумматор, блок памяти соединен с вычислителем, выход блока памяти соединен с управляюи1им входом второго комбинационного сумматора, выход накапливающего сумиатора соединен с первым комбинационным сумматором, пятый, шестой и седьмой выходы блока управления соединены с управляющими входами преобразователя кодов, накапливающего сумматора и блока памяти соответственно. 2. Устройство по п.1,.о т л ичающееся тем, что. блок управления содержит распределитель имО О) пульсов, счетчик, дешифратор и логическую схему управления, причем счетный BxoA-j счетчика через распре4 t4D делитель импульсов соединен с входом синхронизации блока управления,вхЬды дешифратора подключены к выходам СО СО второго, третьего и последнего разрядов счетчика, два входа логической схемы соединены с третьим и четвертым выходами распределителя импульсов, четыре других входа логической схемы соединены с выходами первого, второго, третьего и последнего разрядов счетчика, при -этом выходы дешифратора являются первым выходом блока управления, выходы первого и предпоследнего разрядов счетчика вторым и четвертым выходами блока . управления, первый и второй выхсды распределителя импульсов - шестым и третьим выходами блока управления, а выходы логической схемы

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано дЛя-определения показателей качества электроэнергии .{отклонение напряжения ,коэффициентов несиМметрии и неуравновешенности напряжений трехфазной сети), которые нормируются ГОСТом 13109-67, а также для измерения уровней гармони фазных напряжений и симметричных составляющих напряжений трехфазной сети. ,

Известно устройство для измерения симметричных составляющих напряжений трехфазной .сети, содержащее генератор, блок сдвига фазы, индикатор, масштабйо-суммирующий преобразователь, переключатель., блок умножения, умножитель частоты, преобразователь кода в числб импульсов, фильтры нижних частот и ключи tl.

Недостаток указанного устройства - низкое быстродействие из-за большой длительности цикла изм рения (4 периода) и необходимости уравновешивания угла сдвига фазы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения симметричных составля ющих напряжений трехфазной сети, содержащее масштабно-суммирующий преобразователь , коммутатор, два ключа преобразователь код-напряжение, преобразователь напряжение-код, умножи тель частоты, счетчик, регистр,ком.бинационный сумматор, блок формирования констант, вычислительный блок блок индикации, логические схемы и блок управления 2.

Однако известное устройство может измерять одновременно только один параметр. Для получения полной информации о показателях качества электроэнергии необходимо одновременно измерять все показатели качества электроэнергии, причем не только по симметричным составляющим но и по фазным напряжениям.

Цель изобретения-- расширение функциональных возможностей и повышение быстродействия.

Поставленная .цель достигается тем,.что в устройство для измерения показателей качества электроэнергии трехфазной сети, содержащее входной масштабно-суммирующий преобразователь, коммутатор, преобразователи код-напряжение и .напряжение-код, блок умножения частоты, блок формирования конста.нт, комбинационный сумматор, вычислитель, индикатор ,и. блок управления, причем три входных зажима через входной масштйбно-суммирующий преобразователь соединены с тремя входами коммутатора, выход KOiPoporo через преобразователь коднапряжение соединен с входом преобразователя напряжение-код, выход первого комбинационного сумматора через блок формирования констант соединен с управляющим входом преобразователя код-напряжение, один из входных зажимов через блок умножения частоты соединен с входом синхронизации блока управления,первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены с управляющими входами коммутатора, комбинационного сумматора, преобразователя напряжение-код и вычислителя, выход которого соединен с индикатором, введены преобразователь кода комбинационный и накапливающий сумматоры, блок памяти,причем три дополнительных выхода входного масштабно-суммирующего преобразователя соединены с тремя дополнительными входами коммутатора, выход преобразователя напряжение-код через последовательно соединенные преобразователь кода, второй комбинационный сумматор, блок памяти соецинен с вычислителем, выход блока дамяти соединен с управляющим вхоДом второго комбинационного сумматора, выход накапливающего сумматор соединен с первым комбинационным сумматором, пятый, шестой и седьмой выходы блока управления соединены управляющими входами преобразовате ля кодов, накапливающего сумматора и блока.памяти соответственно. Блок управления содержит, рас- пределитель импульсов, счетчик, дешифратор и логическую схему управления, причем счетный вход счет чика через распределитель импульсов соединен с входом синхронизации блока управления, входы дешифратора подключены к выходам второго, трет его и последнего разрядов счетчика два ахода логической схемы срединены с третьим и четвертым выходам распределителя импульсов, четыре других входа логической схемы соединены с выходами первого, второго третьего и последнего разрядов счетчика при этом выходы дешифратора являются первым выходом блока управЛения, выходы первого и пред,последнего разрядов счетчика - вто рым и четвертым выходами блока управления, первый и второй выходы распределителя импульсов - шестым и третьим выходами блока управления, а выходы логической схемы пятым и седьмым выходами блока уп-. равления.. Входной масштаб но-суммирующий преобразователь содержит делитель напряжения и масштабно-суммирующий преобраз.ователь, причем три входа делителя напряжения являются входа ми входного-масштабно-суммирующего преобразователя, а три выхода делителя напряжения соединены с входами мacштaбнo-cyм даpyющeгo преобразователя и тремя выходами входного масштабно-суммирующего преобразователя, три выхода масштабносуммирующего преобразователя являются тремя другими выходами вход ного масштабно-суммирующего преобразователя. На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит входной масштабно-суммирующий преобразователь 1, состоящий из делителя 2 напряжения и масштабно-суммирующего преобразователя-3, коммутатор 4, преобразователь 5 код-напряжение (ПКН), преобразователь (ПНК) напряжение-код 6, преобразователь 7 кода, комбинационйый сумматор 8, блок 9 памяти, вычислитель 10, блок 11 индикаций, блок 12 формировани кон стант, комбинационный сумматор 13, накапливающий сумматор 14, блок 15 умножения частоты, блок 16 управ ления с выходами 17-23, состоящий из распределителя 24 импульсoia,счет чика 25, дешифратора 26 и логическо схемы 27. Входные шины 28-30 через входной масштабно-суммирующий преобразрватель 1, коммутатор 4 и преобразователь 5 код-напряжение (ПКН) связаны с входом преобразователя 6 напряжение, код (инк), причем коммутатор 4 снабжен дополнительными входами, которые подключены к дополнительным выходам преобразователя 1, а именно к выходам делителя 2 напряжения. Выходы ПНК 6 через преобразователь 7 кода, комбинационный сумматор 8, блок 9 памяти и вычислитель 10 связаны с входами блока 11 индикации, причем выходы блока 9 памяти присоединены также к другим входам комбинационного сумматора 8. Управляющие входы ПКН 5 через блок 1-2 формирования констант и комбинационный сумматор 13 подключены к выходам накапливающего сумматора 14, на входы которого подается код К номера измеряемой гармоники. Шина 28 через блок 15 умножения частоты соединена с входом синхронизации блока, 16 управления. Выходы 17-23 блока 16 подключены соответственно- к . входам управления коммутатора 4, сумматора Д4, сумматора 13, ПНК 6, преобразователя 7 кода, блока 9 памяти и вычислителя 10. Вход синхронизации блока 16 через распределитель 24 импульсов подключен к выходу счетчика 25, выходы второго, третьего и последнего разрядов которого соединены с дешифратором 26.-Входы схемы 27 соединены с третьим и четвертым выходами распределителя 24 и выходами первого, второго, третьего и последнего разрядов счетчика 25. Выходы дешифратора 26 являются выходами 17 блока 16, выходы первого и предпоследнего разрядов счетчика 25 - выходами 19 и 3 блока 16, первый и второй выходы распределителя 24 - выходами 18 и 20 блока 16, а выходы логической схемы 27- - выходами 21 и 22 блока 16. Устройство работает следующим образбм. Один цикл работы устройства соответствует- двум периодам входного напряжения Од. В первом периоде определяют симметричные составляющие напряжения, а во втором - фазные напряжения К -х гармоник. Работа устройства синхронизируется выходными импульсами блока 15 умножениячастоты,период следования которых равен , где Т период напряжения Од j N - коэффициент умножения частоты. Каждый выходной импульс блока 15 умножения частоты поступает на вход синхронизации блока 16 управления , а именно на вход запуска распределителя 24 импульсов., при помощи которого формируются сигналы в интервале времени между выходными импульсами блока 15 умножения частоты. Последний выходной импульс распределителя 24 поступа ет на счетный вход счетчика 25. Выходной код п счетчика 25 соот велгствует номеру выходного импуль блока 15 умножения частоты. Так к длительность цикла работы устройства равна двум периодам входного напряжения, в течение которых на счетный вход счетчика 25 поступает 2Н импульсов, то выходной код о счетчика 25 принимает значения от до 2N-1, Выходной код п также соответствует номеру выходного импул са блока 15 умножения частоты, который отсчитывается от начала цикл работы, при этом в первом периоде п изменяется.от О до N-1, а во вто ром - от N до 2N-1. Сигналы на вы . ходах 18, 19, 20 и 23 блока 16 со.ответствуют сигналам на соответствующих выходах распределителя 24 .импульсов и счетчика 25. Сигналы на вых,одах 17 соответствуют выходным сигналам дешифратора 26. Так как дешифратор 26 подключен к выходам счетчика 25, то эти сигналы определяются только выходным кодом п счетчика 25. Сигналы на выходах 21 и 22 блока 16 соответствуют выходным сигналам логической схемы 27, так как схема 27 подключена к выходам счетчика 25 и распределите ля 24, то эти сигналы определяются как выходным кодом п счетчика 25, так и выходными сигналами распределителя 24 импульсов. Входные напряжения поступают через делитель 2 напряжения на вхо ды масштабно-суммирующего преоб.разователя 3. Выходные напряжения преобразователя 3 равны: . - 1.и LL-4-u.u,.fu,, где Ид ,Ug , I ( - выходные напряжения, делителя 2, пр порциональные фазн напряжениям на вхо дах устройства. Uc I iНапряжения ид.Оц через коммутатор 4 поступают на аналоговый вход ПКН 5. Последовательность подключения этих напряже ний определяется сигналами на выхо дах 17 блока 16, которые поступают на входы управления коммутатора 4. При этом в первом периоде, когда выходной код счетчика 25 принимает значения п О, 1, 6, 7, 12, 13, ...,N-5, N-6, на аналоговый вход ПКН 5 через коммутатор 4 поступает Напряжение и , при п 2, 3, 8, 9, 14, 15,... ,N-4, W-3 - напряжение Uj; при п 4/ 5, 10, 11, 16, 17,...,н-2, N-1 - напряжение и, во втором периоде при п N, N + 1, И+6, N+7,..., 2N-6, 2N-5 - напряжение Цд, при п N+2, N+3, N+8, М+9,..., 2N-4, 2N-3 - напряжение Ug, при п N+4, N+5, N+10, N+11, ..., 2N-2, 2N-1 - напряжение U. Импульс на выходе 18 блока 16 соответствует сигналу на первом выходе распределителя 24 и поступает на вход управления накапливающего сумматора 14. При этом к его прежнему состоянию прибавляется код К на его входных шинах. После п-го импульса умножителя 15 частоты код на выходах сумматора 14 равен mod j ПК. Этот код через комбинационный сумматор 13 поступает на входы блока 12 формирования констант. При этом, если на входе управления сумматора 13, который подключен к выходу 19 блока 16, а именно к выходу первого разряда счетчика 8, логическая 1, то к коду на входе сумматора 13 прибавляется код К/4, а если логи- . ческий О, то входной и выходной коды сумматора 13 совпадают. Следовательно, если выходной код счетчика 25 четный, т.е. п О, 2, 4,..., 2Н-2, то на вхаде блока 12 будет код f; равный niod щ ПК I а при нечетном п, т.е. при п 1,3,5,..., 2N-1, на входе блока 12 будет код rnod 1 ( п К + N/4.), На управляющие входы ПКН 5 поступают константы с выхода блока 12 формирования констант, значения которых равные 51П ( п,. определяются кодом МП на .входах блока 12. Таким образом, при п 0,2,4,..., 2il-2 на вход ПКН 5 поступают константы Sin 2ji/N(mod пК) I а при п 1, 3,5, ... ,.-1 - константы 3in 2Jr/N(mocl))i (nK+N/4)). Соответственно, коэффициент передачи ПКН 5 равен sin - пК или cos 2JT/M ПК. При помощи ПКН 5 производится умножение сигнала на его аналого2J7вом входе на код Sin тт Я/п или COS cj, П. Выходные сигналы ПКН 5 преобразуются в коды Хг, при помощи ПНК 6 в момент поступления на его вход управления сигнала с выхода 20 блока 16, т.е. с второго выхода распределителя. Выходной код ПНК 6 поступает че-, рез преобразователь 7 кода на вход комбинационного сумматора 8. При этом, если на входе управления преобразователя 7, который подключен к выходу 21 блока 16, будет логи