Способ гармонического анализа электрического сигнала Советский патент 1984 года по МПК G01R23/16 

Фиг. г 1 Изобретение относится к электроизмерительной технике, предназначено для измерения относительного содержания второй гармоники основного сигнала и может использоваться для измерения переходных процессов в энергосистемах. Известен способ гармонического анализа броска тока намагничивания трансформатора путем графоаналитичес кого разложения в гармонический ряд осциллограмм токов, снятых на действующем оборудовании 11. Недостатком известного способа является низкое быстродействие , не позволяющее проводить непосредственные измерения в реальном масштабе времени. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является спо соб определения относительного содержания второй гармонической составляющей в сигнале у основанный на преобразовании входного сигнала и измерении результата на индикаторе, согласно которому делят измеренную частоту сигнала на два, генерируют вспомогательный сигнал с частотой равной полученному частному, отфильт ровывают из исследуемого сигнала частоты равные частоте вспомогательного сигнала, вьтрямляют и запоминают отфильтрованный сигнал, выпрямляют и запоминают исследуемый сигнал измеряют отношение напряжший, пропорциональных первому и Б горому сиг налам, и по величине это о отнощения судят об относительр )М содержании второй-гармоники в (.йгнале 12.1. Недостатком такого способа являе ся низкое быстродействие измерения ввиду многооперационности его реали зации. Цель изобретения - повышение быстродействия. Поставленная цель достигается те что согласно способу гармонического анализа злектрического сигнала известной частоты, основанному на пре образовании входного сигнала и изме рении результата на индикаторе, про водят выделение экстремумов входног сигнала, измеряют длительность интё валов времени между экстремумами, сранивают ее с заданным интервалом, находят разность указанных длительностей и по ее величине судят об относительном содержании второй гар монической составляющей в сигнале. 12 При этом в качестве заданного интервала времени для сравнения с последующим измеренным интервалом времени используют длительность предьиущего измеренного интервала. На фиг.1 представлена структурная схема устройства, реализующего предложенный способ; на фиг.2 временные диаграммы, поясняющие ра боту способа и устройства, на фиг.Ззависимость функционального преобра- зователя устройства. Способ реализуется, например, устройством, содержащим последовательно соединенные формирователь 1 импульсов по экстремумам сигнала, блок 2 преобразователя время-напряжение, элемент 3 сравнения, функциональный преобразователь 4 и индикатор 5. Работу способа рассмотрим на примере измерения относительного содержания второй гармоники в броске тока намагничивания силового трансформатора (фиг.2). Согласно изобретению блок 1 выделяет экстремумы входного сигнала L),, блок 2 измеряет интервалы времени между экстремумами путем их преобразования напряжение У. Элемент 3 сравнивает измеренньй интервал с задднной величиной Ц, , пропорциональной, например, длительности полупериода частоты основной гармоники, и выделяет разность величин (J. и DO v U-j . Блок 4 преобразует по заданной зависимости полученную величину разности в значение лигнала, соответствующего относительному содержанию Кг/Н второй гармоники Уц и подает зтот сиг„ нал на измерительньи прибор, например индикатор 5. Градуировочная характеристика устройства для сигнала с частотой основной гармоники 50 гЦ показана на фиг.З. Из фиг.2 видно, что если в качестве заданной уставки Uj использовать зафиксированное значение Do одного из интервалов времени между экстремумами, то разница между этими сигналами увеличивается по амплитуде, что позволяет повысить разрешающую способность данного способа. При использовании данного способа для допускового контроля индикатор может быть выполнен в виде релейного

элемента, срабатывающего при установленной величине сигнала на выходе функционального преобразователя, и быстродействие способа приближается к длительности периода основной гарМОНИКИ.

п-I

-I

Фие,2

Предлагаемый способ не содержит операций разделения и фильтрации, запоминания и вьшрямпения двух близких по частоте сигналов, деления их величин друг на друга, чем выгодно отличается от известного.

Hi/Hf

m

1 2 3 fnc (Pus.3

1. СПОСОБ ГАРМОНИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СИГНАЛА известной частоты, основанный на пре.образовании входного сигнала и измерении результата на индикаторе, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, выделяют экстремумы входного сигнала, измеряют длительность интервалов между экстремумами, сравнивают ее с заданным интервалом, находят разность указанных, длительностей и по ее величине судят об относительном содержании второй гармонической составляющей в сигнале. 2. Способ ПОП.1, отличающийся- тем, что в качестве заданного интервала времени для сравнения с последующим измеренным инi тервалом времени используют длительность предыдущего измеренного вреСЛ менного интервала. со СП