Статистический анализатор отклонений напряжения АОН
Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Статистический анализатор отклонений напряжения АОН





Проведем анализ известных методов для контроля отклонений напряжения. При отсутствии специальных приборов в [3] предлагается использовать для оценки отклонений напряжения в электрических сетях предприятий со стабильными нагрузками обычные щитовые вольтметры электромагнитной системы. В [109] также рекомендуется применять цифровые вольтметры, например, типа В2-9, которые позволяют автоматизировать измерения, обеспечивая регистрацию результатов на перфоленте, перфокарте или других носителях информации. Для проверки соответствия отклонений напряжения требованиям ГОСТ 13109-97 полученные записи обрабатываются вручную, а перфокарты и перфоленты – на ЭВМ по специальной программе.

В работах [110, 111] немецким ученым Ёкушем Х. (Jockusch H.) предложено устройство для учета продолжительности отклонений напряжения, которое содержит два канала, учитывающие вероятность допустимых и выходящих за допустимые пределы отклонений напряжения. Схема устройства имеет измерительный стрелочный прибор, синхронный двигатель, приводящий в действие механические счетчики оборотов, кинематическую систему управления каналами, связанную со стрелкой измерительного прибора. Данных, получаемых таким прибором, достаточно для определения вероятности нормально допустимых и выходящих за нормально допустимые пределы отклонений напряжения, однако не удается зафиксировать факт нарушения предельно допустимых значений. Следовательно, с помощью такого прибора невозможно вести контроль отклонений напряжения по ГОСТ 13109-97.

Для контроля отклонений напряжения в трехфазных и однофазных электрических сетях потребителей в [30, 112] рекомендуется использовать выпускавшиеся Житомирским ПО «Электроизмеритель» или измеритель отклонений напряжения 43203 в сочетании с измерителем статистических характеристик (ИСХ) 43401, или прибор Ф4330 в сочетании с ИСХ 43401.



Приборы Ф4330 и 43203 предназначены, в частности, для измерения отклонений напряжения прямой последовательности основной частоты. Прибор Ф4330 имеет стрелочный индикатор, 43203 – цифровой; каждый из приборов имеет аналоговый выход для подключения записывающих уст-ройств (самописцев) или ИСХ 43401. Сигнал на аналоговом выходе имеет унифицированное значение в пределах от 0 до 5 В при изменении отклоне-ний напряжения в заданном диапазоне. Приборы имеют следующие рабочие диапазоны: ± 5 %, ± 10 %, ± 20 % (Ф4330) и –20 – 0, –10 – +10, 0 – +20 % (43203). Прибор Ф4330 имеет размеры 480 х 360 х 120 мм, массу 12 кг. Измеритель отклонений 43203 имеет размеры 380 х 317 х 133 мм, вес 7 кг.

Прибор Ф4330 содержит ТПЧФ, многофазный выпрямитель (МВ), сглаживающий фильтр, к выходу которого подключен стрелочный прибор.

Измеритель отклонений напряжения 43203 содержит активный фильтр симметричных составляющих (ФСС) прямой последовательности, блок коррекции частотной погрешности фильтра, блок управления.

ИСХ 43401 содержит микропроцессорное управляющее и вычисли-тельное устройство, блок памяти, 3-разрядный цифровой индикатор, 4 входа для подключения измерителей различных ПКЭ, по которым могут быть получены 16-разрядные гистограммы, средние и среднеквадратичные значения контролируемых ПКЭ. Емкость блока памяти такова, что непрерывные измерения могут продолжаться в течение 3 суток. Интервал выборки равен T0 = 0,2 с. Масса ИСХ 16 кг, размеры 368 х 246 х 320 мм.

Недостатки приборов Ф4330, 43203 и ИСХ 43401: большие размеры и вес, что в основном обусловлено ориентацией на многомодульное исполнение приборов для контроля ПКЭ. Прибор 43203 за счет использования аналогового ФСС, несмотря на введенный блок коррекции [113], имеет значительную погрешность при колебаниях частоты контролируемого напряжения. Существенным недостатком ИСХ 43401 является также неудобство в эксплуатации из-за сложности управления, что требует привлечения высококвалифицированного обслуживающего персонала.

Далее предлагается описание анализатора АОН, который разработан по обобщенной блок-схеме, приведенной на рис.5.5.

Статистический анализатор отклонений напряжения АОН [44, 45] предназначен для получения гистограммы отклонений напряжения в контролируемой сети.

Схема анализатора АОН изображена на рис.5.7.

Схема содержит ВП 1, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2, блок управления 3, регистр 4, цифровой блок памяти (ЦБП) 5, двоично-десятичный счетчик 6 с возможностью предварительной записи информа-ции, генератор прямоугольных импульсов (ГПИ) 7, элемент И 8, триггер 9, распределитель уровней (РУ) 10, цифровой индикатор 11.

В качестве примера на рис.5.7 рассматривается схема анализатора АОН, имеющего 16 уровней анализа отклонений напряжения и, соответственно, позволяющего получить 16-разрядную гистограмму отклонений.

Перед началом измерений ЦБП 5, триггер 9 и РУ 10 устанавливаются в нулевое состояние.

Во входном преобразователе 1 [68, 69] осуществляется выделение из кривой исследуемого напряжения сети U(t) низкочастотной составляющей отклонений напряжения dU(t). Выходное напряжение ВП 1 равно

U1(t) = U(t) – Uо = dU(t) + (Uном – Uо), (5.1)

 

где U(t) – действующее значение напряжения сети в текущий момент

времени t;

Uо – уровень, ниже которого исследуемое напряжение сети не

опускается в процессе анализа, например, Uо=0,8Uном;

Uном– номинальное напряжение сети.

 


Рисунок 5.7 Схема статистического анализатора отклонений напряжения АОН

 

Аналоговое значение подаваемого на вход АЦП 2 напряжения U1(t) преобразуется на его выходах в двоичное число. Коду этого числа соответ-ствует номер разряда искомой гистограммы отклонений напряжения: коду 0001 – первый разряд гистограммы отклонений; : коду 0001 – второй разряд гистограммы и т. д.

В момент осуществления очередной выборки анализируемого случайного процесса изменения отклонений напряжения на выходе БУ 3 (в качестве которого используется кварцевый генератор или ведомый сетью ГПИ) появляется управляющий импульс напряжения, который переводит триггер 9 в единичное состояние.

Очередной импульс генератора 7 (частота импульсов которого на не-сколько порядков превышает частоту импульсов БУ 3) переводит РУ 10 в состояние, при котором управляющее напряжение появляется на его втором выходе. Это напряжение прикладывается ко входу управления записью регистра 4, в результате чего в регистр записывается число, имеющееся на выходе АЦП 2 и соответствующее уровню анализа отклонений напряжения в момент выборки (например, 0011). Это напряжение с выходов регистра прикладывается к адресным входам ЦБП 5.

Следующий импульс ГПИ 7 приводит к появлению управляющего импульса на третьем выходе РУ 10. При этом в счетчик 6 записывается статистика, накопленная в результате предыдущего анализа и хранящаяся в ЦБП 5 по адресу 0011.

При поступлении следующего импульса ГПИ 7 на вход РУ на четвертом выходе последнего, связанном с тактовым входом счетчика 6, появляется импульс, увеличивающий содержимое счетчика на единицу.

При следующем срабатывании распределителя 10 появляющийся на его пятом выходе импульс управляет записью в ЦБП 5 по адресу 0011 числа, содержащегося в счетчике 6.

Появление управляющего импульса напряжения на шестом выходе РУ 10 приводит к установке триггера 9 в нулевое состояние, в результате чего элемент И 8 закрывается и не пропускает импульсы ГПИ 7, а РУ 10 устанавливается в нулевое состояние – управляющее напряжение появляется на его первом выходе, который остается свободным.

При следующей выборке осуществляется аналогичный цикл операций.

Таким образом, при каждой выборке (следующей ежесекундно) слу-чайного процесса изменения отклонений напряжения выполняется считывание в счетчик 6 статистики, накопленной в результате предыдущего анализа и хранящейся в ЦБП 5 по адресу, соответствующему уровню анализа отклонений в момент выборки, после чего эта статистика увеличивается счетчиком на единицу и возвращается в ЦБП 5 по тому же адресу.

После накопления достаточно большого объема информации по содержимому ячеек ЦБП 5, которое опрашивается с помощью индикатора 11, строится гистограмма отклонений напряжения. По плавной кривой плотности распределения вероятностей отклонений напряжения f(dU), получаемой из гистограммы после аппроксимации [98], оценивается качество электрической энергии контролируемой сети согласно ГОСТ 13109-97.

 









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.