Способ измерения параметров эскпоненциального импульса в сетях переменного тока Советский патент 1988 года по МПК G01R19/02 

8t.e

Изобретение может быть -использовано в устройствах автоматики и релейной защиты линий электропередач. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повьшение точности измерения. Устройство, реализующее способ, содержит компараторы 1 и 13, счетчик 3, генератор 4 импульсов, аналого-цифровой преобразователь 5, сумматоры 7, 8 и 10, блоки 9 , 11 и 17 деления, блок 12 умножения, источник 14 опорного напряжения и блок 16 логарифмирования. Устройство позволяет измерять период колебания напряжения электрической сети и последовательно с интервалами в половину периода измерять три мгновенных значения результирующего тока, Параметры экспоненциального импульса определяют с использованием зависимостей, указанных в тексте описания. 2 3 . п. ф-лы, 2 ил. (О кяак

ФпГ

V- 7

«. Ли.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования в устройствах ;автоматики и релейной защиты линий электропередачи высокого и сверхвы- IcoKoro напряжений,

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повыше- Ыие точности за счет обеспечения из- :мерения параметров экспоненциального |импульса в цепях переменного тока при наличии в измеряемом сигнале . высших гармоник.

На фиг, представлена блок-схема З стройства 3 реализующего предлагаемый спосо-б; на фиг. 2 - кривые измеряемр- го сигнала (б) и его периодической |и апериодической (экспоненциального импульса) составляющих (,aj , Устройство содержит компаратор 1, первый вход которого подключен к пер- вой . входной клемме 2 устройства, а второй вход - к общей шине.устройст- |ва, первый вход компаратора I подклю- 1чен к входу счетчика 3, второй вход которого подключен к выходу генератора 4 импульсов,, второй выход компаратора подключен к входу аналого- :Цифрового преобразователя (АЦП) 5j второй вход которого подключен к второй входной клемме 6 устройства,, а первый и второй выходы подключены соответственно к входам первого 7 и второго 8 сумматоров., выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам первого блока 9 деления, первьй выход которого подключен к первому входу третьего сумматора 0. выход которого подключен к первог гу- входу второго блока 1 1 деления, второй вход которого подклю- :Чен к второму выходу первого сумматора 7, а выход к первому входу блока 12 умножения, второй вход которого подключен к второму выходу первого блока 9 деления, а выход - к первому входу второго компаратора 13, второй ВХОД которого подключен к источнику 14 опорного напряжения, а выход - к первой выходной клемме 15 устройства, второй выход блока 9 деления через блок 16 логарифмирования подключен к первому входу третьего блока 17 деления 5 второй вхоц которого подключен к выходу счетчика 3, а выход - к второй выходной клемме 18 устройства.

Способ осуществляют следующим образом.

Напряжение, обусловливающее гармо- f. нические колебания тока, поступает на первую входную клемму 2 устройства. В моменты прохождения входного напряжения через нуль компаратор 1 переключается. В моменты переключения счетчик 3 выдает свое содержимое и начинает работать заново в режиме суммирования от импульсов генератора 4, так что после каждого переключения в .счетчике накапливается код, cos ответствующий длительности полупериода Т/2 входного напряжения. На вторую входную клемму 6 устройства поступает ток (фиг. 2) от трансформатора тока в АЦП 5, в котором по командам компа- 0 ратора 1 происходит, измерение мгновенных значений тока в момент переключения компаратора. Мгновенные значения токов первого и второго измерений поступают в первый сумматор 7, 5 где производятся их алгебраическое суммирование и запоминание абсолютного значения суммы. Второй сумматор 8 осуществляет ту же операцию для- N. мгновенных значений токов второго и 0 третьего измерений. Результаты суммирования из сумматоров 7 и 8 поступают в первый блок 9 деления, который определяет величину коэффициента затухания экспоненциального импульса

Т 5 за время одного полупериода К (у)

путем деления в соответствии с формулой

К( - 1 г + 131 2 - 11, + 1г1

коэффициент затухания экспоненциального импульса за время одного полупериода;.

и i, - мгновенные значения тока общего сигнала соответственно первого, второго и третьего измерений. Это значение поступает в третий 0 сумматор 10, .где к нему прибавляется единица, и полученный результат поступает на второй блок 11 деления, - который, используя абсолютное значение СУ1ЧМЫ первого и второго измере- 5 НИИ из первого сумматора 7, вьмисля- ет значение (максима.льное) экспонен0

где К(|)

1

циального импульса А. в момент первого измерения мгновенного тока в соответствии с формулой

+ ii

A,

Т

1 + кф

где А - значение (максимальное)

экспоненциального импульса в момент первого измерения тока. Полученное значение А поступает

в блок 12 умножения, где перемножаетТся с йеличиной К(-у), поступающей из

первого блока 9 деления, а произведение поступает во второй компаратор 13, где сравнивается с заданной величиной, поступающей на его второй вход с источника 14 опорного напряжения. Если полученное произведение меньше или равно заданной величине, то компаратор 13 вырабатывает сигнал на

Т

своем выходе. Величина К(у) с выхода

первого блока 9 деления поступает в блок 16 логарифмирования, откуда результат логарифмирования поступает на вход третьего блока 17 деления, на другой вход которого поступает из счетчика 3 величина значения полупериода Т/2.-На выходе блока U деления получается величина логарифмического декремента затухания, соответствующего формуле

2 In К(|)

V -

где X - логарифмический декремент

затухания экспоненциального импульса; Т - период колебания напряжения

сети.

Для определения времени, в течение которого с момента первого измерения тока экспоненциальный импульс уменьщается цо заданной величины, значение импульса в момент первого измерения тока умножается на коэффициент затухания импульса в течение

Т

одного полупериода К(у), взятого в

такой целочисленной степени, при которой произведение достигает значения, равного или меньшего заданной величины, а искомое время определяется умножением величины полупериода на значение полученной степени.

С целью повышения точ ности определения логарифмического декремента

затухания последовательное измерение мгновенных значений общего сигнала, производимое с интервалом, равным полупериоду колебаний напряжения электрической сети, осуществляется (п+1) раз у а величина этого декремента опруделяется по формуле

X (п-1)Т

In

1и+ ii

li,+ 1г

где значения ( i + 1,, ) больше за- данной величины экспоненциального импульса.

Формула изобретения

переменного тока, заключающийся в том, что задают интервал отсчета и в момент его окончания измеряют мгновенное значение сигнала, о т Л и - чающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повьш1ения точности измерения, измеряют период колебания напряжения электрической сети, обуславливающего гармонические колебания тока, и по- . следовательно с интервалами в половину периода измеряют трижды мгновенные значения результирующего тока, определяют параметры экспоненциаль35

ного импульса с использованием следующих зависимостей;

К(т)

1ч Jia + 131 .

li + ij

40

lit + J-gl . т 1+кф

2 In кф

X

где К() - коэффициент затухания экспоненциального импульса за время одного полупериода ; .

А. - максимальное значение экспоненциального импульса в момент первого измерения тока;

i ,ig Hij- мгновенные значения тока, измеренные со сдвигом через половину периода Т;

X - логарифмический декремент

затухания экспоненциально го импульс HI

Т - период колебания напряже-

ния сети.

2 о Способ по п Is от л и ч а - ю щ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения определения вре- мени затухания величины амплитуды экспоненциального и1-шульса до заданного значения5 результат первого измерения тока умножают на коэффициент затухания импульса за время одного

Т полупериода К(у), взятого в такой

целочисленной степени, при которой

результат произ зедения достигает

значения, равного заданной величине

а искомое время определяют умножение величины полупериода на значение полученной степени.

(п-1)Т

In

I 1ц + 1км1

ii,

+ 1,

пульса.

где значение I i , больше за- данной величины экспоненциального им