Устройство для измерения составляющих прямой и обратной последовательностей напряжений трехфазных генераторов

Устройство для измерения составляющих прямой и обратной последовательностей напряжений трехфазных генераторов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU,„, 14728 .А1 (51) 4 G 01 R 29/16

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИЯ

H A BT0PCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4250295/24-21 (22) 01 . 04. 87 (46) 15. 04.89. Бюл. Р 4 (71) Московский институт инженеров гражданской авиации (72) А. А. Савелев, Ю. П. Артеменко и В. И. Налыгин (53) 621.317 ° 77(088.8) (56) Синдеев И. M. Системы электроснабжения.ЛА. М.: Транспорт, 1982.

Титш Э. И. и Пискулон Е. А. Аналого-цифровые преобразователи. Учебное пособие для ВУЗов, N. Энергоиздат, 1981, с. 360.

Авторское свидетельство СССР

Р 1038889, кл. G 01 R 29/16, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОСТАВЛЯКЩИХ ПРЯМОЙ И ОБРАТНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ НАПРЯЖНИЙ ТРЕХФАЗНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ (57) Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и

Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и может быть использовано в системах управления электроэнергетическими узлами, например в автономных системах электроснабжения.

Цель изобретен ия — и ов ыш ение точ— ности измерения составляющих прямой и обратной последовательностей напряжений трехфаз ных г е нера то ров и ри изменении частоты.

На фиг. 1 приведен» блок — схема устройства; на фиг. ? — блок-схема алгоритма работы мпкрс ЭРМ при вычиможет быть использовано в системах управления электроэнергетическими узлами, например в автономных системах электроснабжения. Цель изобретения— повышение точности измерения со ставляющих напряжений прямой и обратной последовательностей в трехфаэных 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 микроЭВМ. 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 ип. слениях составляющих напряжений прямой и обратной последовательностей.

Ус тро йств о содержит два аналогоцифровых 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 делит<-ля 3 подключен к!

472847 фазе А, а второй — к фазе В.генератора.

Первый 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 А подключен к входам "Пуск" АЦП 1 и АЦП 2, 10 выходы "Конец преобразования" AIIJI I и АЦП 2 подключены к входам "Пуск"

АЦП 1 и АЦП 2, выходы "Конец преобразования" АЦП I и АЦП 2 подключены соответственно к первому и второму . входам элемента И 9 интерфейсного блока 5, выход которого является входом одноэибратора 10, выход последнего соединен э 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 11, первый и второй входы дешифратора 8 поцключены соответственно к входам "ВК" (выборка кристалла) приемопередатчикоэ 6 и

7, входы "Чтение" которых объединены и подключены к выходу Синхрониз ация активного»устройства" (СИА) микроЭВМ

11; выходы Выполнено" (В) приемопередатчиков 6 и 7 объединены и подклю- g5 чены к входу "Синхронизация пассивного устройства" (СИП) микроЭВМ 1, Устройство работает следующим образом.

Трехфазный генератор непосредст- 40 венно или через редуктор приводит во вращение эал преобразователя угол— код 4, 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 ч за период сигI нала не зависит от продолжительности этого периода или частоты. При поступлении импульса от преобразователя

4 на входы "Пуск" АЦП и 2 осуществляется преобразование в код мгновенных значений напряженЖ, приложенных ., данный момент времени к входам 55 обоих ".. !Ï. По окончании преобразования на выходах "Конец преобразования" появляется сигнал, свидетельствующий о готовности информации на выходах

АЦП к дальнейшей обработке. При совпадении сигналов "Конец преобразования" обоих АЦП на выходе элемента

И 9 появляется сигнал, вызывающий срабатывание одновибратора 1О, сигнал с которого поступает на вход:прерывания микроЭВМ. Длительность сигнала на выходе одновибратора определяется необходимым временем релаксации микроЭВМ на появление сигнала прерывания. !

После поступления сигнала прерывания в микроЭВМ она переходит к псд прог рамме о бр або тки данно го п рерывания, которая заключается э вводе в микроЭВМ информации с выходов АЦП i

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 cm"= нала на его выходе В, который поступает на вход СИП микроЭВМ, 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 (U ) последовательностей линейных напряжений трехфазных систем можно определить следующим образом:

1 б, = — О + — U.,е

АЬ -з ф

1472847 где Пдв — линейное напряжение АВ;

1 со 2 дь св

Напряжение U« — это напряжение

5 на входе АЦП 2 ° 190

Напряжения Uä,, U е могУт сa быть представлены через коэффициенты

Фурье 1-й гармоники:

10 и-1 а, = — U,(t ) cos— со п и

4 (8) где Б дв(" ) со (а ) е

Пд = bee, + 3aae,, (4) 15

20 в (>) 1

Начальный и конечный индексы суммирования в формулах (7) и (8) определяют фазовый сдвиг на 90 напряжения U в соответствии. с формулой (4), т.е. число и должно выбйраться кратным четырем.

Следовательно, составляющие прямой и обратной последовательностей в соответствии с формулами (1) и (2) могут быть вычислены по формулам:

Ь и

2л

sin и

2п

cos (6) и а и

24, sin, (7) 2

Ь 1 со и

Г1 1 и 1 1

U а

40 гим программам с учетом их приоритета. (5) — (10) .

Фо рмула изобре тения

45 УстРойство для измерения составляющих прямой и обратной последовательностей напряжений трехйазных генераторов, содержащее делитель напряжения из двух одинаковых последовательно соединенных резисторов, первый вход которого подключен к фазе А, а второй — к фазе В генератора, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности при изменении чаCTOTb< H pH>eHHs, B HeI O BBepeHbl два аналого-цифровых преоб разов ателя, преобразователь угол — код, микроЭВМ и интерфейсный блок, в который входят дешифратор, два приемопередатчика, Коэффициенты Фурье вычисляются по формулам:

Алгоритм работы микроЭВМ заключается в вычислениях согласно формулам

Результаты вычислений U u U 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 (11 (i) и

Uàâ, Б со, . В период времени меж- . ду окончанием обработки очередного прерывания и началом следующего микроЭВМ может выполнять работу по друмгновенные значения напРЯжений Пдв и U o в момент времени t

1 (эти напряжения снимаются соответственно с АЦП1 и АЦП2; число отсчетов за период или число импульсов преобразователя угол — код за период сигнала.

1472847 элемент И и одновибратор, причем первый аналоговый вход первого аналого-цифрового преобразователя подключен к фазе А генератора, а вто5 рой — к фазе B генератора, первый аналоговый вход второго аналого-цифрового преобразователя подключен к фазе С генератора, а второй — к выхо-! ду делителя напряжения, вал генерато- О

Ipa жестко соединен с валом преобразо:вателя угол — код, выход которого подключен к входам "Пуск" обоих аналого-цифровых преобразователей, выходы "Конец преобразования" аналогоцифровых преобразователей подключены соответственно к первому и второму входам элемента И интерфейсного блока, выход которого соединен с входом одновибратора, выход которого соеди- щ 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 пбдключен к шине адреса микроЭВМ, первый и второй выходы дешифратора подключены соответственно к входам

"Выбор кристалла" первого и второго и t9 приемопередатчиков, входы Чтение которых объединены и подключены к выходу "Синхронизация активного устройства" микро ЭВМ, выходы "Выполнено" обоих приемопередатчиков объединены и подключены к входу "Синхронизация пассивного устройства" микроЭВМ.

1472847

Фиа 2

Составитель В. Куча

Редактор И. Келемеш Техреду А. Кравчук Корректор В.Романенко

Заказ 1705/45 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101