Цифровой измеритель симметричных составляющих трехфазной сети Советский патент 1981 года по МПК G01R29/16 

1

Изобретение относится к контролю качества электроэнергии трехфазных сетей переменного тока.

Известно цифровое устройство для измерения симметричных составляющих трехфазной системы переменных напряжений, содержащее пересчетный блок, преобразователь аналог-код, множительное устройство, реверсивный счетчик, пороговое устройство, фазосдвигающее устройство, различитель полярности, переключатель фаз, регистрирующее устройство ГП.

Недостаток устройства - низкое быстродействие, так как в нем используется поисковый метод измерения амплитуд симметричных составляющих.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является цифровой измеритель симметричных составляющих трехфазной сети, содержащий коммутатор фаз, преобразователь аналог-код, блок управления, множительные устройства, задатчик кодов, реверсивные счетчики, определитель знака, блок изменения фазы на 120 , квадратор, регистрирующее устройство, устройство деления, нульорган Г2.3.

Недостаток данного измерителя ограниченный верхний диапазон частоты и сложная аппаратурная реализация. Ограничение верхнего диапазона частог обусловлено тем, что в измерителе

10 в промежутках между моментами дискретизации необходимо производить перестройку задатчика кодов и выполнение операции умножения.

Целью изобретения является расщи15рение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измеритель симметричных составляющих трехфазной сети; содержа.щий последовательно соединенные

Ю коммутаторфаз, аналого-цифровой преобразователь, блок памяти и блок вычисления, а также блок управления, умножитель частоты и счетчик, причем три входа устройства соединены с тремя входами коммутатора фаз, первый вход соединен с первым входом блока управления, HepBwvi выход которого соединен с четвертым входом коммутатора фаз, второй выход блока управления соединен со вторым входом блока памяти, введены дешифраторы, элемент И и тригтер, причем первый .вход блока управления соединен с умножителем частоты, выход которого через элемент И, счетчик соединен с дешифратором, выход которого соединен с аналого-цифровым преобразова телем, третий выход блока управления соединен со вторым входом дешифратора и первым входом трипера, выход которого сединен с другим входом элемента И, второй выход счетчика соединен со вторым входом триггера и вторь М входом блока управления. На чертеже приведена структурная схема измерителя. Измеритель содержит коммутатор 1 фаз, блок 2 управления, умножитель 3 частоты, аналого-цифровой преобразователь 4, элемент И 5, триггер 6, счетчик 7, де1цифратор 8, блок 9 памя ти и блок 10 вычисления. Измеритель работает следующим образом. В исходном состоянии через коммут тор 1 на вход аналого-цифрового преобразователя подается фазное .«апряже ние Уд. Это же нап| яжение поступает на первый вход блока 2 управления и на вход умножителя 3 частоты. Умножи тель 3 частоты служит для формирования калиброванных по фазе меток (импульсов) , цена деления которых не за висит от частоты контролируемого напряжения. Эти метки используются для задания моментов измерения выброчных Мгновенных значений фазных напряжений. Если выбрать моменты дискретиза ции кратные 30°, то коэффициент умно жения умножителя 3 частоты целесообразно выбирать равным 1.2. Тогда каждый выходной импульс умножителя 3 бу дет соответствовать2 М 90°входного напряжения на любой частоте. Импульсы с выхода умножителя 3 частоты поступают на информационный вход элемента И 5, который в исходном состоя 1ти закрыт по управляющему входу потенциалом триггера 6. В момент време ни, соответствующийыt О, блок 2 управления формирует сигнал, который поступает на триггер 6 и управляющий 04 вход дешифратора 8. Триггер 6 изменяет свое состояние на противоположное и подготавливает к работе по управляющему входу элемента И 5, Импульсы, с умножителя 3 частоты через элемент И 5 поступают на счетчик 7 Дешифратор 8 служит для формирования на своем выходе управляющих сигналов для запуска аналого-цифрового преобразователя 4, Эти управляющие сигналы формируются при поступлении на счетчик 7 определенного количества импульсов с умножителя 3 частоты. Так первый управляющий сигнал,, соответстввк1щий Out О, формируется с приходом первого же импульса на счетчик 7. Для формирования управляющего сигнала в момент дискретизации ift 90 на счетчик 7 должно поступить 4 импульса, в момент дискретизации ш1 120° - пять изч цульсов и т.д. и, наконец, в момент дискретизации lot ЗЗО - 12 импульсов, Поскольку для определения сиьгметричных составляющих необходимо одно значение напряжения Уд при (vt - 90 (если начальную фазу напряжения Уд выбирать равной нулю, т.е. моменты дискретизации ivt О принять совпадающими с переходом напр5икения Уд через нуль) и шесть значений напряжений Uj и UcпpиuJt 0° 90, 120. 210, 240, 330°5 то дешифратор 8 имеет второй управляющий вход, которым он подключен к третьему выходу блока 2 управления. По этому входу дешифратор 8 настраивается либо на формирование одного управляющего сигнала npHUft 90° для напряжения Уд, либо шести управляющих сигналов при cut О, 90, 120, 210, 240, ЗЗО для напряжений У и У(. С поступлением каждого из управляющих сигналов с выхода дешифратора 8 на управляющей вход аналого-цифрового преобразователя 4 последний преобразует соответствующие мгновенные знaчe ия напряжения на его входе в код, который записывается в блок памяти 9. /Для напряжения Уд управляющий сигнал с выхода дешифратора 8 на запуск преобразователя 4 поступает только с приходом четвертого импульса на счетчик 7. С поступлением двенадцатого импульса счетчик 7 переполняется и на его выходе формируется сигнал, который подается на единичный вход трит-гера 6 и на второй вход блока 2 управления. Триггер 6 вочврашлетсн в

5

исходное 1:ост1)ямие и элемент И 5 с-чановится нечувстрительн(1м к импульсам умножителя 3 частоты. Блок 2 управления переключает коммутатор 1 в следующее состояние, при котором на вход преобразователя 4 подается напряжение Ufl. Затем приа/t О напряжение DA, со второго выхода блока 2 управления поступает сигнал на перестройку дешифратора 8 и на нулевой вход триггера 6. На вход счетчика 7 с выхода умножителя 3 частоты начинают, поступать калиброванные импульсы и на выходе дешифратора 8 формируются импульсы запуска преобразователя 4 в моменты дискретизации напряжения t О, 30, 20, 210, 2405 . Коды мгновенных значений напряжения в этих точках с выхода преобразователя 4 записываются в бло 9 памяти по соответствующим адресам, которые задаются со второго выхода блока 2 управления. Аналогично происходит измерение мгновенных значений напряжения U,., коды которых также записываются в блок 9 памяти. Затем коды мгновенных значений напряжений Уд, Ug и U( вводятся из блока 9 памяти в блок 10 вычисления. Если необходимо определить коэффициент несимметрии, блок 10 вычисления реализует также операцию деления. Формула изобретения Цифровой измеритель симметричных составляющих трехфазной сети, содержащий последовательно соединенные комутатор фаз, аналого-цифровой преобразователь, блок памяти и блок вычисления , а также блок управления, умножитель частоты и счетчик, причем три входа устройства соединены с тремя входами коммутатора фаз, первый вход соединен с первым входом блока управления, первый выход которого содинен с четвертым входом коммутатора фаз, второй выход блока управления соединен со вторым входом блока памяти, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены дешифратор, элемент И и триггер, причем первый вход блока управления соединен с умножителем частоты, выход которого через элемент И, счетчик соединен с дешифратором, выход которого соединен с аналого-цифровым преобразователем, третий выход блока управления соединен со вторым входом дешифратора и первым входом триггера выход которого соединен с другим входом элемента И, второй вмход счетчика соединен со вторым входом триггера и вторым входом блока управления.

Ис точ НИКИ информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 676948, кл. G 01 R 29/16, 1978.

2.Авторское свидетельство СССР № 737882, кл. G 01 R 29/16, 1979 (прототип).