Статистический анализатор отклонений частоты АОЧ
Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Статистический анализатор отклонений частоты АОЧ





Широко известны схемы цифровых частотомеров, а также датчиков частоты [114], используемых в устройствах противоаварийной автоматики энергосистем, в частности, в устройствах автоматической частотной разгрузки (АЧР), а также в устройствах контроля частоты на щитах управления (ЩУ) электростанций и подстанций. Однако для контроля качества частоты по ГОСТу необходимо измерять гистограмму отклонений частоты, усредненной на интервале времени длительностью 20 с (см. 5.2).

Для контроля отклонений частоты в [57] рекомендуется использовать цифровой электронный частотомер Ф-205 в щитовом исполнении. Прибор имеет цифровое табло, а также выход, на котором в двоично-десятичном коде непрерывно выдается информация, соответствующая отклонениям частоты. Хотя в [57] нет рекомендаций по использованию прибора Ф-205, однако очевиден следующий способ его применения: ввод информации непосредственно в ЭВМ и обработка данных по соответствующему алгоритму; статистическая сортировка отклонений частоты с целью определения интегральной вероятности выхода отклонений частоты за допустимые пределы ±0,2 Гц и ±0,4 Гц. Недостатком способа является необходимость использования ЭВМ и постоянная ее загрузка расчетами при непрерывном контроле отклонений частоты.

Используя частотомер [115], можно было бы измерять частоту сети, усредненную на скользящем 20-секундном интервале, однако для определения отклонений частоты и в этом случае пришлось бы применять дополнительные средства.

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

Статистический анализатор отклонений частоты АОЧ [101] предназначен для получения гистограммы отклонений частоты Df напряжения в контролируемой сети.



Схема анализатора АОЧ изображена на рис.5.10.

Схема содержит входную клемму 1, нуль-орган (НО) 2, делители частоты (ДЧ) 3 и 4, одновибраторы 5 – 9, триггеры 10 – 12, двоичные счетчики 13 – 16, элементы ИЛИ 17 – 20, ЦБП 21 и 22, двоично-десятичные счетчики 23 и 24, РУ 25 и 26, регистр 27, цифровые индикаторы 28 и 29, шифраторы 30 и 31, многоканальный коммутатор 32, кварцевый ГПИ 33, элементы И 34– 38, многопозиционный переключатель 39 опроса каналов, двухпозиционный переключатель 40, кнопку управления 41.

В качестве примера рассмотрим реализацию анализатора АОЧ со следующими параметрами.

Кварцевый ГПИ 33 имеет частоту 10 кГц, коэффициент деления частоты ДЧ 3 равен 6, а ДЧ 4 составляет 400000.

Емкость счетчиков 14 и 15 равняется 16, а счетчиков 13 и 16 равна 15. В ЦБП 21 и 22 хранится по 16 слов емкостью 16 двоичных разрядов. Счетчики 23 и 24 выполнены 4-декадными.

Шифратор 31 осуществляет преобразование из унитарного кода в двоичный. Шифратором 30 осуществляется квантование отклонений частоты с шагом D(Df) = 0,1 Гц, им устанавливается соответствие между номерами разрядов гистограммы измеряемых отклонений частоты и границами этих разрядов.

Анализатор работает следующим образом.

Для проведения измерений переключатель 40 устанавливается в положение «Измерение». В этом случае к первому управляющему входу ком-мутатора 32 прикладывается единичный потенциал, а ко второму – нулевой, поскольку кнопка 41 отпущена. В результате на выходе коммутатора 32 появляется код, приложенный к его первому информационному входу с выхода ширфратора 30.

 

 

 

Рисунок 5.10 Схема статистического анализатора отклонений частоты АОЧ

 

Перед началом измерений нажатием на кнопку 41 «Уст.0» устанав-ливаются в нулевое состояние ДЧ 3 и 4, триггер 12, а также обнуляется содержимое регистра 27, счетчика 16, ЦБП 21 и 22. При нажатии на кнопку 41 на выходе коммутатора 32 появляется код, приложенный к его третьему информационному входу с выхода счетчика 15, а счетчики 21 и 22 устанав- ливаются в нулевое состояние. При этом с высокой частотой ГПИ 33 нулевое сосдержимое счетчиков вписывается во все ячейки ЦБП 21 и 22.

После отпускания кнопки 41 начинается процесс измерения и статис-тического анализа отклонений частоты.

Положительные полуволны контролируемого напряжения сети u(t) преобразуются нуль-органом 2 в прямоугольные импульсы, поступающие на вход ДЧ 3. Последним пропускается каждый шестой импульс, запускающий одновибратор 5. Одновибратор 5 выходным импульсом обнуляет счетчик 13 и устанавливает в единичное состояние триггер 10. Триггер 10 блокирует нулевым сигналом с инверсного выхода элемент И 35, а единичным сигналом с прямого выхода открывает элемент И 34 для импульсов ГПИ 33.

В результате по выходам РУ 25 начинает сканировать управляющий сигнал. При этом на единицу увеличивается информация, хранящаяся в ячейках ЦБП 21 с адресами 0001 – 1111, а ячейка с адресом 0000 остается пустой, в ней содержится нулевая информация.

С приходом очередного шестого импульса с выхода НО 2 указанная операция повторяется: еще на единицу увеличивается содержимое ячеек памяти ЦБП 21 с адресами 0001 – 1111, а ячейка с адресом 0000 остается пустой.

Таким образом заполняется ЦБП 21 до тех пор, пока на выходе ДЧ 4 не появится очередной импульс. Импульсы на выходе ДЧ 4 появляются через интервал выборки отклонений частоты DT = 1,333 c. При появлении первого импульса выборки на выходе одновибратора 9 содержимое счетчика 16 увеличивается на единицу и становится равным 0001, а триггер 11 переходит в единичное состояние.

В результате по выходам РУ 26 начинает сканировать управляющий сигнал. При этом нулевой код записывается в ячейку ЦБП 21 с адресом 0001, а содержимое счетчика 14 становится равным 0010.

Следующие 15 циклов работы РУ 25, т.е. на интервале между первой и второй выборками отклонений частоты DT – 2DT, происходит последова-тельное увеличение на одинаковое приращение N2 содержимого ячеек па-мяти ЦБП 21 с адресами 0010 – 1111 и 0000, а содержимое ячейки с адресом 0001 остается нулевым. В момент второй выборки содержимое ячейки ЦБП 21 с адресом 0000 равняется N2, а содержимое ячеек с адресами 0010– 1111 равно N1 + N2, где N1 – содержимое ячеек ЦБП 21, накопленное на интервале 0 – DT, т.е. с момента запуска анализатора до первой выборки.

В момент второй выборки импульсом с выхода одновибратора 9 содер-жимое счетчика 16 увеличивается на единицу (которое становится равным 0010), а также приводится в действие РУ 26. В этом цикле работы РУ 26 обнуляет содержимое ячейки памяти ЦБП 21 с адресом 0010.

На интервале 2DT – 3DT происходит увеличение на N3 содержимого ячеек памяти ЦБП 21 с адресами 0011 – 1111 и 0000 – 0001, а содержимое ячейки с адресом 0010 остается нулевым.

Таким образом продолжается накопление информации до появления импульса 15-й выборки, в момент которой содержимое счетчика 14 равня-ется 1111, а содержимое ячеек ЦБП 21 определяется табл.1.1.

Таблица 5.1 – Содержимое ячеек ЦБП 21 после 15-й выборки

 

Адреса ячеек ЦБП 21 Содержимое ячеек
N2+N3+N4+…+N15
N3+N4+N5+…+N15
N4+N5+N6+…+N15
. . . . . .
N14+N15
N1+N2+N3+…+N15
N1+N2+N3+…+N15

 

При появлении 15-го импульса выборки с выхода одновибратора 9 счетчик 16 переполняется, появляющееся на его выходе напряжение пере-водит в единичное состояние триггер 12 (который находится в этом состоянии все последующее время измерения), единичное напряжение с прямого выхода триггера дает разрешение на накопление статистики в ЦБП 22.

Этим же импульсом с выхода одновибратора 9 приводится в действие РУ 26. Появляющийся на втором выходе РУ 26 импульс приводит к записи в регистр 27 информации, хранящейся в ячейке памяти ЦБП 21 по адресу 1111:

i, (5.2)

которая пропорциональна частоте напряжения сети, усредненной за 20 с.

Начиная с этого момента, частота напряжения сети индицируется на индикаторе 28.

При каждой выборке осуществляется накопление статистики в ЦБП 22, причем номер ячейки памяти ЦБП по значению информации в регистре 27 задается шифратором 30, которым устанавливается соответствие между значениями частоты напряжения сети и кодом разряда гистограммы отклонений частоты.

После накопления достаточного объема информации (например, за 1 сутки) переключатель 40 переводится в положение «Опрос», при этом на выходе коммутатора 32 появляется код, приложенный к его второму входу с выхода шифратора 31. С помощью переключателя 39 по индикатору 29 осуществляется опрос каналов ЦБП 22 – по этой информации строится гистограмма отклонений частоты, с помощью которой оценивается допустимость отклонений частоты по ГОСТ 13109-97.

 









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


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