Быстродействующий измерительный преобразователь активной мощности в цифровой и аналоговый сигналы

Быстродействующий измерительный преобразователь активной мощности в цифровой и аналоговый сигналы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение может быть использовано для измерения активной мощности в энергосистемах в нормальных и . аварийных режимах. Быстродействующий измерительный преобразователь (БДИП) активной мощности в цифровой и аналоговый сигналы содержит входные преобразователи 1 и 2 напряжения и тока соответственно,- блок 3 умножения , ключи 4,5, интегратор 6, блок 7 сравнения, формирователи 8,20 триггеры 9,10, элементы 11,12 совпадения, счетчики 13,14, цифроаналоговые преобразователи 15,16, генератор 17 импульсов БДИП имеет повышенное быстродействие и точность измерения. 1 ил. с € (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1406502 (sg 4 G 01 R 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ г ° !

7 у CPr.ъ, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /,, И ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ " A;.1, ) (21) 4170073/24-21 (22) 30.12.86 (46) 30.06.88, Бюл. 0 24 (71) Витебское производственное объединение "Электроизмеритель" и

Смоленский филиал Московского энергетического института (72) М.Б.Лейтман, Р.И.Агрест, А.И.Дибер, Н.П,Тверитин, Г,И,Кацман и Л.Ф.Слепченков (53) 621.317.382 (088.8) (56) Гончаров В.Г., Матвеев И.N., Якомаскин В.Б. Повышение быстродействия измерительных преобразователей.—

Унификация в области электроприборостроения. Труды ВНИИЗП. Л., 1982.

Кизилов В.У., Максимов В.М., Смилянский И.Н. Измерительные преобразователи активной мощности энергообъектов. Харьков: Вища школа (иэд-во при Харьк. ун-те), 1983, с. 14, рис. 1.1. (54) БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В

ЦИФРОВОЙ И АНАЛОГОВЫЙ СИГНАЛЫ (57) Изобретение может быть использовано для измерения активной мощности в энергосистемах в нормальнык и . аварийных режимах. Быстродействую-щий измерительный преобразователь (БДИП) активной мощности s цифровой и аналоговый сигналы содержит входные преобразователи 1 и 2 напряжения и тока соответственно, блок 3 умножения, ключи 4,5, интегратор 6, блок

7 сравнения, формирователи 8,20> триггеры 9,10, элементы 11,12 совпадения, счетчики 13,14, цифроаналоговые преобразователи 15,16, генератор 17 им« пульсов, БДИП имеет повышенное . быстродействие и точность измерения. 1 ил.

1406502 где ВС вЂ” постоянная интегратора

Т - длительность периода нап50 ряжения (тока) в контроли« руемой сети;

U, „- напряжение на выходе интегратора 6 к,моменту замыкания первого ключа 4;

>5

Р= — ui4t — значение активной мощности за период Т.

0 дновременно с зарядом интегратора б импульсы от генератора 17 им

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано дпя измерения активной мощности в энергосистемах в нормальных и аварийных режимах.

Цель изобретения - повышение быстродействия и точности измерения.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь содержит входной преобразователь 1 напряжения

Э входной преобразователь 2 тока, блок

3 умножения, первый 4 и второй 5 15 ключи, интегратор 6, блок 7 сравнения, первый формирователь 8, первый

9 и второй 10 триггеры, первый 11 и второй 12 элементы совпадений, первый 13 и второй 14 счетчики, первый 20 15 и второй 16 цифроаналоговые преоб. разователиÄ 17 импульсов. выходные клеммы,18 для цифрового счг=

1 нала, выходную клемму 19 для анало гового сигнала, второй формирователь - э

120.

Входной преобразователь 1 напряжения включен в контролируемую сеть параллельно, а входной преобразователь 2 тока - последовательно с наг- 30 рузкой, входы блока 3 умножения подключены к выходам входных преобразова"" елей напряжения 1 и тока 2, вход нтегратора 6 через первый ключ 4 соединен с выходом блока 3 умножения, 35 а через второй ключ 5 соединен с выодом первого цифроаналогового пребразователя 15, вход которого соеинен с выходом первого счетчика 13,, ход которого подключен к выходу щ ервого элемента 11 совпадения, перый вход которого подключен к выходу генератора 17 импульсов, а второйк одному из выходов первого триггера 9, второй выход первого триггера 9 45 соединен с управляющим входом первого ключа 4„ выход генератора 17 импульсов соединен также с первым входом второго элемента 12 совпадения, второй вход которого подключен к прямому выходу второго триггера 10 инверсный выход которого соединен с управляющим входом второго ключа 5, вМод установки в нудь второго триггера 10 соединен с выходом блока 7 сравнения, вход которого соединен с выходом интегратора 6, вход синхронизации второго триггера 10 соединен с выходом первого триггера 9, вход синхронизации которого соединен с выходом первого формирователя 8, на вход которого подается напряжение с частотой контролируемой сети, выход второго элемента 12 совпадения соединен с входом второго счетчика

14, выходы которого соединены с выходными клеммами 18 для цифрового сигнала и входами второго цифроанало гового преобразователя 16, выход которого соединен с выходной клеммой

19 для аналогового сигнала, входы установки первого 13 и второго 14 счетчиков соединены с выходом второго Формирователя 20, вход которого подключен к выходу первого триггера 9, Преобразователь работает следующим образом„

Первый формирователь 8 формирует из входного напряжения прямоугольные импульсы с частотой, равной частоте напряжения контролируемой сети. Эти импульсы поступают на тактовый вход первого триггера 9, работающего в счетном режиме. При переключении первого триггера 9 в единичное состо=: якие замыкается первый клич 4, одновременно формируется короткий импугп с на выходе в" îðîãî формирователя 20. который устанавливает в нулевое положение первый с- етчик 13 и записывает начальное число во второй счетчик 14. Через замкнутый первый ключ 4 сигнал, пропорциональный произведению мгновенных значений напряжения и тока в контролируемои цепи, поступает на интеграто б Н. р

Напряжение на выходe интегратора

6 к концу первого периода равно т uidt+U . =--TP+U

RC най i (1) 406502 4 ле (1) . При этом время t < разряда определяется по формуле т

U„dt = 11нач т т

U»ч

) о

1 (. PT

uxdt

U, ги (4) (2) 10

PT

t = — — --=Кf

P К gf < ги (5) (3) U1 = К„ТЕ„ (6} 1т ги t р

В начале второго периода, т.е. в момент гереключения первого триггера

9 в нулевое положение, первый ключ 4 размыкается, первый элемент 11 совпаде-" ния запирается и в первом счетчике 13 сохраняется число И@, определяемое формулой (2}. Одновременно сигналом с нулевого выхода первого триггера 9 происходит переключение второго триггера 10 в единичное состояние, что приводит к замыканию второго ключа 5 и открыванию второго элемента 12 совпадения. Импульсы генератора 17 импульсов через второй элемент 12 совпадения начинают поступать на счетный вход второго счетчика 14.. При этом происходит разряд интегратора

6 напряжением U„, снимаемым с выхода первого цифроаналогового преобразователя 15 и определяемым формулой (3). В момент достижения выходным напряжением интегратора 6 напряжения срабатывания, блок 7 сравнения срабатывает, в результате чего на его выходе появляется импульс, переключаюший в нулевое положение второй триггер 10 ° Это приводит к запиранию второго элемента 12 совпадения и размыканию второго ключа 5, в результате чего интегратор 6 переходит в режим хранения, в котором он

P находится вплоть до начала следующего периода входного напряжения. Следовательно, напряжение на выходе интегратора 6 в этот момент, равное напряжению срабатывания блока 7 сравнения, равно напряжению U»„ в формупульсов .через первый элемент 11 совпадения, открываемый выходным сигналом первого триггера 9, поступают на гп рвый счетчик 13, К концу первого периода в первом счетчике 13 запишется код, соответствующий числу где f частота следования импульсов на выходе генератора 17 импульсов.

На выходе первого цифроаналогового преобразователя 15 напряжение будет пропорционально величине где К„- коэффициент пропорциональности, Из (4), учитыв ая (3), получим

Число импульсов, поступивших в счетчик 14 за время разряда, равно

Подставляя в (6) значение tP из (5), получим

N = f (7

2 ги, t ( ги

1 где К = — — коэффициент пропорциоК, нальности.

Аналоговый сигнал на выходе цифроаналогового преобразователя 16 пропорционален числу N >. Таким образом, цифровой код на выходе второго счетчика 14 и аналоговый сигнал на выходе второго цифроаналогового преобразователя 16 пропорциональны значению активной мощности. Это состояние сохраняется до момента начала третьеего периода. В дальнейшем процесс преобразования повторяется.

Поскольку параметры элементов схемы преобразователя выбраны таким образом, что всегда t P Т, то дли- . тельность времени преобразования не превышает двух периодов, чем обеспе45 чивается высокое быстродействие, а также дрейф сравнивающего устройства в результате чего изменение коэффициента передачи интегратора и колебания частоты генератора импульсов не оказывают влияния на точность преобразования. формула изобретения

Быстродействующий измерительный.преобразователь активной мощности в цифровой и аналоговый сигналы, соержащий входные преобразователи напряжения и тока, а также блок умножения, входы которого подключен к вы1406502

Составитель С,Сафохин

Редактор А.Ревин . Техред А.Кравчук Корректор М.Максимишинец

Заказ 3187/40 Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

Il3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

5 ходам входных преобразователей напряжения и тока, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в него допол5 кительно введены первый и второй ключи, интегратор, блок сравнения, первый и второй формирователи, первый и второй триггеры, первый и второй элементы совпадения, первый и второй 0 ,счетчики, первый и второй цифроана логовые преобразователи, а также ге нератор импульсов, причем вход ин» тегратора через первый ключ соединен с выходом блока умножения, а через второй ключ - с выходом первого цифро1 аналогового преобразователя, вход оторого соединен с выходом первого четчика, один из входов которого под слючен к выходу первого элемента сов- 2р

Йадения, первый вход которого подключен к выходу генератора импульсов, второй — к прямому выходу первого триггера, инверсный выход которого соединен с управляющим входом перво- 25, о ключа, выход генератора импульсов соединен также с первым входом второго элемента совпадения, второй вход которого подключен к прямому выходу второго триггера, инверсный выход которого соединен с управляющим входом второго ключа, выход установки в

"0" второго триггера соединен с выходом блока сравнения, вход которого соединен с выходом интегратора, вход синхронизации второго триггера соединен с прямым выходом первого триггера, синхронизирующий вход которого соединен с выходом первого формирователя, вход которого соединен с источником напряжения с частотой контролируемой сети, выход второго элемента совпадения соединен с входом второго счетчика, выходы которого соединены с входами второго цифроаналогового преобразователя, входы установки первого и второго счетчиков в исходное положение соединены с выходом второго формирователя, вход которого подключен к инверсному выходу первого триггера.