Идентификация и подсчет опасных резкопеременных

Изменений напряжения в реальном масштабе времени

Известные методы и приборы для измерения параметров

Резко переменных изменений напряжения

Вопросам аппаратурного контроля показателей качества напряжения, в частности, измерению колебаний и отклонений в электрических сетях посвящены работы [30, 32, 35, 100 – 107]. Эти приборы можно условно разделить на две основные группы: регистрирующего и анализирую­щего типов.

Основными компонентами, входящими в структурную схему (см. рис. 3.1) приборов регистрирующего типа [100 – 107], применяемых для измерения отклонений, выбросов, провалов и колебаний напря­жения, являются: входной преобразователь, к выходу которого подключен быстродействующий самопишущий прибор или шлейфовый осциллограф. Входной преобразователь выполнен в виде приставки, осуществляющей преобразование синусоидального напряжения сети в огибающую действующего значения напряжения, которая записывается регистрирующим прибором. Осциллограммы или регистрограммы подвергаются статистической обработке вручную или с помощью ЦВМ [108]. Полученные данные сравниваются с нормами, приведенными в ГОСТ 13109-97.

Рис. 3.1. Блок-схема приборов регистрирующего типа

Такой способ является наиболее простым и доступным с точки зрения аппаратурного контроля и рекомендуется для измерения колебаний напряжения [101].

Схема входного преобразователя с улучшенными статическими и динамическими характеристиками для контроля колебаний напряжения предложена в [105].

Общими недостатками всех приборов регистрирующего типа являются большой расход материалов (бумаги, фотоплёнки, реактивов и т.п.), сложность и трудоёмкость обработки промежуточной информации.

Разработке приборов анализирующего типа, у которых исключён общий недостаток ранее представленных схем, посвящена работа [35]. В [35] описывается схема статистического анализатора колебаний напряжения типа AKОH, предназначенного для измерения амплитуды и подсчёта количества соответствующих амплитуд колебаний напряжения. Структурная схема анализатора показана на рис. 3.2.

Рис. 3.2. Блок-схема анализатора колебаний напряжения

Схема состоит из четырех основных блоков: согласующего контура СК, блока выделения колебаний напряжения БВКН [91 – 93], распределителя колебаний по уровням РКУ и блока счёта БС. Согласующий контур СК преобразует напряжение сети в огибающую его действующего значения и смещает её в рабочий диапазон БВКН. Блок выделяет из кривой напряжения участки со скоростью изменения более %/ с. Рабочий диапасзон РКУ равномерно разбит на десять уровней квантования. При поступлении на вход РКУ колебаний срабатывают те элементы, порог срабатывания которых соответствует значению амплитуды поступившего колебания, информация о колебаниях в виде единичных импульсов записывается в счетчики БС, номера которых соответствуют номерам сработавших уровней РКУ. По накопленной в счётчиках информации строится функция распределения колебаний напряжения в зависимости от частоты их превышения. Оценка допустимости колебаний напряжения производится путём сравнивания кривой, построенной по результатам измерений, с приведенной в ГОСТ 13109-97.

К недостатку работы анализатора следует отнести низкую помехоустойчивость схемы, обусловленную наличием дифференциатора в блоке БВКН, а также узкие функциональные возможности – с его помощью невозможна идентификация опасных колебаний напряжения.

Для измерения отклонений напряжения применяется статистический анализатор качества напряжения типа САКН [35]. В основу работы анализатора положен вероятностно-статистический метод оценки качества напряжения. По данным измерений этого анализатора строится гистограмма отклонений напряжения, по которой определяется допустимость отклонений напряжения в исследуемой сети. Способ дискретной выборки, используемый в приборе САКН, не позволяет точно зарегистрировать амплитуду кратковременных изменений напряжения – выбросов и провалов.

Для их контроля были разработаны схемы многоканальных регистраторов [1]. Приборы фиксируют амплитуду выбросов или провалов напряжения и их длительность. В качестве измерительного элемента, входящего в состав этих приборов, используется быстродействующее реле напряжения, реагирующее на изменения действующего значения каждой полуволны синусоидального напряжения. Схема измерительного датчика Д представлена на рис. 3.3. В состав схемы датчика входит реле Р, выпрямительный мост Д₁ – Д₄, переменный резистор Р, последний используется для установки необходимого напряжения срабатывания. Для измерения длительности выбросов и провалов напряжения применены электромеханические счётчики времени СЧ.

Рис.3.3. Принципиальная схема измерительного датчика и его условное обозначение

Принципиальные схемы регистраторов амплитуды и длительности выбросов и провалов напряжения изображены соответственно на рис. 3.4. Данные регистраторы фиксируют амплитуду единичного выброса или провала, значение которого превышает порог срабатывания или отпускания измерительного датчика Д1 или Д2.

Рис.3.4. Схемы регистраторов выбросов и провалов напряжения

Низкая чувствительность измерительного датчика, обусловленная ограниченным диапазоном напряжения срабатывания (отпускания), необходимостью после каждого очередного измерения возвращать схему в исходное положение, и надёжность являются недостатками регистраторов.

На базе этих регистраторов была предложена схема автоматического многоканального регистратора [1] c последующей записью информации. В качестве выводного устройства был применён быстродействующий многоканальный перфоратор типа ПЛ-150. Наличие стартстопного режима перфоратора позволяет экономично расходовать ленту для записи информации. Схема многоканального регистратора (рис. 3.5) содержит измерительные датчики Дi, исполнительные контакты, которых соединены с соответствующими номерами выходов перфоратора ПЛ, выпрямительный мост Д₁ – Д₄, источник опорного напряжения Е_п и реле включения транспортёра Р. Напряжения срабатывания измерительных датчиков Д_i устанавливаются по равномерному закону с шагом срабатывания у соседних датчиков ∆U.

Рис. 3.5. Схема многоканального регистратора выбросов и провалов напряжения

Несмотря на простоту технического решения, к недостаткам её следует отнести большую погрешность измерения, обусловленную недостаточно высокой чувствительностью датчиков, низкую надёжность, громоздкость и неудобство эксплуатации, связанное с использованием перфоратора.

Схема многоуровневого анализатора выбросов и провалов напряжения [109], выполненного на микроэлектронной базе, представлена на рис.3.6. В работе анализатора использован принцип квантования исследуемой величины по уровням. В состав схемы входят дифференциатор 1, пороговые элементы 2, формирователь 3, дополнительный пороговый элемент 4, элементы записи 5, счёт­чики 6.

Рис. 3.6. Схема многоуровневого анализатора выбросов и провалов напряжения

На вход анализатора подаётся отклонение напряжения сети относительно номинального уровня U_вх = U(t)-U_ном.

Пороговые элементы 2 следят за изменением кривой напряжения сети. В моменты времени, когда исследуемое напряжение U_вх достигает экстремального значения, напряжение на выходе дифференциатора 1 обращается в нуль и на выходе формирователя 3 появляется импульс, стробирующий элементы записи 5. Таким образом, информация об амплитуде выброса записывается в виде единичного импульса в тот счётчик, номер которого соответствует номеру максимального превышенного выбросом уровня анализа. Амплитуда выбросов определяется по формуле

V_в = n•∆U, (3.1)

где ∆U – ширина шага квантования между пороговыми элементами 2;

n – номер счётчика, в который записан импульс.

Для получения информации о провалах напряжения необходимо осуществить сброс информации о выбросах, подать на вход анализатора инвертированное напряжение U_вх, а затем повторить измерения.

Такой способ контроля требует двойного времени измерения, поскольку эти характеристики измеряются не параллельно во времени, а последовательно.

Известно также устройство временного хранения пикового значения входного сигнала [110]. Данное устройство могло бы служить одним из входных блоков описанных далее счетчиков-идентификаторов опасных возмущений напряжения.

Также может служить лишь отдельным блоком счетчиков-идентификаторов описанный в [111] детектор уровня (амплитудный селектор).

Описанные в [112] способ и устройство предназначены для измерения напряжения и не могут использоваться для идентификации опасных возмущений напряжения.

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

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