Устройство для измерения составляющих прямой и обратной последовательностей напряжений трехфазных генераторов Советский патент 1989 года по МПК G01R29/16 

Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и может быть использовано в системах управления электроэнергетическими узлами, например в автономных системах элек- тро снабжения.

Цель изобретения - повышение точности измерения составляющих прямой и обратной последовательностей напряжений трехфазных генераторов при изменении частоты.

На фиг. 1 приведен,i блок-схема устройства; на фиг, - блок-схема алгоритма работы при вычислениях составляющих напряжений прямой и обратной последовательностей.

Устройство содержит два аналого- цифровых преобразователя (АЦП) 1 и 2, делитель 3 напряжения из двух одинаковых резисторов, преобразователь угол - код 4, интерфейсный блок 5, в который входят два приемопередатчика 6 и 7, дешифратор 8, элемент И 9 и одновибратор 10, а также микроЭВМ 11. Вал генератора жестко соединен с валом преобразователя угол - код 4. Первый вход делителя 3 подключен к

Я ГчЭ

00 4

3-1472847

фазе А, а второй - к фазе Б.генератора.

Первьй аналоговый вход АЦП 1 подключен к фазе А, а второй - к фазе В генератора, первый аналоговый вход АЦП 2 подключен к фазе С генератора, а второй - к выходу делителя 3. Выход преобразователя угол - код 4 подпадении сигналов Конец преобразова- 5 ния обоих АЦП на выходе элемента И 9 появляется сигнал, вызывающий срабатывание одновибратора 10, сигнал с которого поступает на вход прерывания микроЭВМ. Длительность сигнала

ключей к входам Пуск АЦП 1 и АЦП 2, 10 на выходе однозибратора определяется выходы Конец преобразования АЦП 1 и АЦП 2 подключены к входам Пуск АЦП 1 и АЦП 2, выходы Конец преобразования АЦП 1 и АЦП 2 подключены соответственно к первому и второму входам элемента И 9 интерфейсного блока 5, выход которого является входом одновибратора 10, выход последнего соединен в свою очередь с входом Прерывание микроЭВМ 11. Инфор- 20 мационные выходы АЦП i и АЦП 2 соединены соответственно с информационными входами приемопередатчиков 6 и 7, информационные выходы которых соединены с шиной Ввод данных микроЭВМ 11, вход дешифратора 8 подключен к шине адреса микроЭВМ 11s первый и второй входы дешифратора 8 подключены соответственно к входам ВК (выборка кристалла) приемопередатчиков 6 и

необходимым временем релаксации микро

ЭВМ на появление сигнала прерывания i

« После поступления сигнала прерыва-

15 ния в микроЭВМ она переходит к псд программе обработки данного ьрерыва- ния, которая заключается в вводе в микроЭВМ информации с выходов АЦП is 2 для ее обработки. При этом на адресной шине микроЭВМ формируется ад рес, соответствующий приемопередатчику 6, который дешифрируется дешифратором 8, сигнал с которого поступает на вход ВК приемопередатчика 6, последний при этом подготовлен к передаче информации. Затем микроЭВМ вырабатывает сигнал СИА, который посту пает на вход Чтение приемопередатчиков, в результате чего происходит передача информации с выхода АЦП 1 на шину Ввод микроЭВМ. Появление информации на выходах приемопередатчика 6 сопровождается появлением сигнала на его выходе Вэ который посту25

30

7, входы Чтение которых объединены и подключены к выходу Синхронизация активного устройства (СИА) микроЭВМ 11 выходы Выполнено (В) приемопередатчиков 6 к 7 объединены и подклю- 35 пает на ВХ°Д сип микроЭБМ, что свичены к входу Синхронизация пассивного устройства (СИП) микроЭВМ 11.

Устройство работает следующим образом

Трехфазный генератор непосредст- 40 венно или через редуктор приводит во вращение вал преобразователя угол код 45 который формирует последовательность импульсов, равно отстоящих друг от друга, и число которых оста- 45 ется постоянным за период напряжения генератора, т.е. количество импульсов преобразователя 4 за период сигнала не зависит от продолжительности этого периода или частоты. При по- 50 отуплении импульса от преобразователя 4 на входы Пуск АЦП 1 и 2 осуществляется преобразование в код мгновенных значений напряжений, приложенных - цанчый момент времени к входам 55 обоих . По окончании преобразования на выходах Конец преобразования появляется сигнал, свидетельствующий

детельствует о готовности информации к вводу микроЭВМ вводит информацию в ЦУ, по окончании ввода снимается сигнал СИА и адреса. Затем микроЭВМ устанавливает на шине адреса адрес, соответствующий приемопередатчику 7, и осуществляется ввод информации с АЦП 2 аналогично описанному.

Обработка информации в микроЭВМ осуществляется по следующему алгоритму.

Из электротехники известно, что напряжение прямой (U|) и обратной (и) последовательностей линейных напряжений трехфазных систем можно определить следующим образом:

и.

U,

2U

-$

и W°

2U

А6

1 б

- - и

.J900

СО

(О

(2)

о готовности информации на выходах АЦП к дальнейшей обработке. При совпадении сигналов Конец преобразова- ния обоих АЦП на выходе элемента И 9 появляется сигнал, вызывающий срабатывание одновибратора 10, сигнал с которого поступает на вход прерывания микроЭВМ. Длительность сигнала

на выходе однозибратора определяется

на выходе однозибратора определяется

необходимым временем релаксации микроЭВМ на появление сигнала прерывания i

« После поступления сигнала прерыва-

ния в микроЭВМ она переходит к псд программе обработки данного ьрерыва- ния, которая заключается в вводе в микроЭВМ информации с выходов АЦП is 2 для ее обработки. При этом на адресной шине микроЭВМ формируется ад рес, соответствующий приемопередатчику 6, который дешифрируется дешифратором 8, сигнал с которого поступает на вход ВК приемопередатчика 6, последний при этом подготовлен к передаче информации. Затем микроЭВМ вырабатывает сигнал СИА, который посту пает на вход Чтение приемопередатчиков, в результате чего происходит передача информации с выхода АЦП 1 на шину Ввод микроЭВМ. Появление информации на выходах приемопередатчика 6 сопровождается появлением сигнала на его выходе Вэ который посту

пает на ВХ°Д сип микроЭБМ, что свидетельствует о готовности информации к вводу микроЭВМ вводит информацию в ЦУ, по окончании ввода снимается сигнал СИА и адреса. Затем микроЭВМ устанавливает на шине адреса адрес, соответствующий приемопередатчику 7, и осуществляется ввод информации с АЦП 2 аналогично описанному.

Обработка информации в микроЭВМ осуществляется по следующему алгоритму.

Из электротехники известно, что напряжение прямой (U|) и обратной (и) последовательностей линейных напряжений трехфазных систем можно определить следующим образом:

2U

-$

и W°

(О

2U

А6

1 б

- - и

.J900

СО

(2)

где UA5 - линейное напряжение АВ; U,n, -о UUP, + U,

со1 2 и А Б исв

Напряжение U i - это напряжение

«-и

со

, -Ј СО С,)

cos 2ЈL, (8)

Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и может быть использовано в системах управления электроэнергетическими узлами, например в автономных системах электроснабжения. Цель изобретения - повышение точности измерения составляющих напряжений прямой и обратной последовательностей в трехфазных генераторах при изменении частоты - достигается благодаря введению преобразователя угол - код, жестко связанного с валом генератора, а также двух аналого - цифровых преобразователей, связанных через интерфейсный блок с микро ЭВМ. Работа устройства основана на вычислении напряжений прямой и обратной последовательностей через коэффициенты Фурье для последовательности импульсов, получаемых на выходах АЦП в течение периода. Число отсчетов за период равно числу импульсов преобразователя угол - код и выбирается кратным четырем. 2 ил.

на входе АЦП 2.

Напряжения Uftb, UCQ,e

могут

быть представлены через коэффициенты Фурье 1-й гармоники:

U

АВ

ЬД6 + ja

ЯВ j

Uco e

-J400

ЬГ.О + JarO .

Коэффициенты Фурье вычисляются по формулам:

ь.в-| sin J (5)

АВ

п

4-1

2П

- ттУ -

- (t;)

2

п

и

ш+х

Чп-Ct;) sin 21ri

п СО

-т

п

и iitib +4Г

U2 ЬАВ )2 +(ia

2

Алгоритм работы микроЭВМ заключается в вычислениях согласно формулам (5) - (Ю).

Результаты вычислений U и U2 хранятся в соответствующих ячейках ОЗУ микроЭВМ и могут быть выведены на индикацию или использованы в алгоритмах защиты и управления энергоузлом, которые реализует данная микроЭВМ.

Алгоритм, представленный на фиг. 2, является алгоритмом обработки прерывания. Окончание обработки очередного прерывания соответствует выходу алгоритма,(фиг. 2) на блок Ввод ид ц, UC(J, . В период времени меж- ду окончанием обработки очередного прерывания и началом следующего микроэвм может выполнять работу по дру

10

15

где UAB(t;),

Ucoi(t;) мгновенные значения напряжений и Uco в момент времени t( (эти напряжения снимаются соответственно с АЦП1 и АЦП2; п - число отсчетов за

период или число импульсов преобразователя угол - код за период сигнала.

20

Начальный и конечный индексы суммирования в формулах (7) и (8) определяют фазовый сдвиг на 90° напряжения Ucoi в соответствии, с формулой

25 (4) т.е. число п должно выбираться кратным четырем.

Следовательно, составляющие прямой и обратной последовательностей в соответствии с формулами (1) и (2)

30 могут быть вычислены по формулам:

(la )2

a

1JZ

2 в асо ;

40

гим программам с учетом их приоритета.

Формула изобретен И я

Устройство для измерения составляющих прямой и обратной последовательностей напряжений трехАазных генераторов, содержащее делитель напряжения из двух одинаковых последовательно

соединенных резисторов, первый вход которого подключен к фазе А, а второй - к фазе В генератора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности при изменении частоты напряжения, в него введены два аналого-цифровых преобразователя, преобразователь угол - код, микроЭВМ и интерфейсный блок, в который входят дешифратор, два приемопередатчика,

элемент И и одновибратор, причем первый аналоговый вход первого аналого-цифрового преобразователя подключен к фазе А генератора, а вто- рой - к фазе В генератора, первый аналоговьй вход второго аналого-цифрового преобразователя подключен к фазе С генератора, а второй - к выходу делителя напряжения, вал генератора жестко соединен с валом преобразователя угол - код, выход которого подключен к входам Пуск обоих аналого-цифровых преобразователей, выходы Конец преобразования аналоге- цифровых преобразователей подключены соответственно к первому и второму входам элемента И интерфейсного блока, выход которого соединен с входом

одновибратора, выход которого соеди- 20 пассивного устройства микроЭВМ.

нен с входом прерывания микроЭВМ, информационные выходы первого и второго аналого-цифровых преобразователей соединены соответственно с информационными входами первого и второго приемопередатчиков, информационные выходы которых соединены с шиной Ввод данных микроЭВМ, вход дешифратора подключен к шине адреса микроЭВМ, первьй и второй выходы дешифратора подключены соответственно к входам Выбор кристалла первого и второго приемопередатчиков, входы Чтение которых объединены и подключены к выходу Синхронизация активного устройства микроЭВМ, выходы Выполнено обоих приемопередатчиков объединены и подключены к входу Синхронизация

fr llfff ft fr

y -jjrg ff F

С /frar)

Ё

А--0 5-0

с--0 г-0

V.tW

A:A + lfA6(t} Slrt tsri/ 8 В + UAg(i)effS txt/fr

Нет

Ли

С С Uco (i) Sin tjri/ft

в--з+исд а),со} Xi/n

C LlilLJ

Htm

Ь -Q |

Hem

Да

JL

j C-QД- g j

H t