Параллельный идентификатор критических выбросов и провалов при стационарном и нестационарном напряжении сети

Особенностью использования данного идентификатора является возможность одновременного (параллельного во времени) выявления и подсчета выбросов и провалов напряжения, длительность превышения которыми различных уровней анализа больше заданных критических значений, а также определения суммарного времени пребывания электрооборудования в нерабочем состоянии при нестационарном напряжении в электрической сети и значительных отклонениях напряжения.

Схема устройства [118] представлена на рис. 3.18, она содержит ППНП 1, входной зажим 2 идентификатора, БВ 3, ИОН 4, нуль-орган (НО) 5 и формирователь 6 модуля (ФМ), аналоговый компаратора (АК) 7, АЦП 8, второй ЦК 9, первый счетчик 10, первый 11 и второй 12 ЦБП, второй счетчик 13, первый ЦК 14, D-триггер 15, SR-триггер 16, одновибратор 17, первый элемент И 18, первый элемент И-НЕ 19, второй 20, третий 21, четвертый 22 и пятый 23 элементы И, третий 24 и четвертый 25 счетчики, ГПИ 26, РУ 27, пятый 28 и шестой 29 счетчики, второй элемента И-НЕ 30, элемент ИЛИ 31.

Рис. 3.18. Схема идентификатора критических выбросов и провалов напряжения

На рис. 3.19 приведены графики изменений напряжения на элементах схемы идентификатора при стационарном, а на рис. 3.21 – при нестационарном напряжении, рис. 3.20 иллюстрируются динамические режимы работы элементов идентификатора.

Устройством параллельно идентифицируются выбросы и провалы напряжения. Достигается это следующим образом.

Преобразователь 1 осуществляет преобразование переменного напряжения сети u(t) в постоянное напряжение, пропорциональное действующему значению контролируемого напряжения U(t). Напряжение с выхода ППНП 1 поступает на вход уменьшаемого БВ 3, ко входу вычитаемого которого приложено номинальное напряжение сети U_ном с первого выхода ИОН 4. В результате на выходе БВ 3 появляется напряжение (см. рис. 3.19): U₃ = U(t) – U_н.

Рис. 3.19. Анализ выброса напряжения при стационарном напряжении

Это напряжение положительно при выбросах и отрицательно при провалах напряжения сети. Положительное напряжение выброса без изменений пропускается через формирователь 6 модуля, отрицательное напряжение провала инвертируется им.

Рассмотрим работу идентификатора при стационарном напряжении на примере распознавания образа выброса напряжения, изображенного на рис. 3.19 (см. напряжение U₆). В этом случае ФМ 6 без изменений пропускает напряжение с выхода БВ 3 на входы АК 7 и АЦП 8; напряжение прямого выхода НО 5 равно единице.

Уровень срабатывания АК 7 меньше младшего значащего разряда ΔU АЦП 8.

При отсутствии выброса напряжения АК 7 находится в отпущенном состоянии, при котором его выходное напряжение равно нулю. Это напряжение (см. рис. 3.19), проходя через первый элемент И-НЕ 19, преобразуется в единичное напряжение, которое непрерывно удерживает в нулевом состоянии второй счетчик 13 (или обнуляет его).

Выходные импульсы ГПИ 26 поступают на вход РУ 27, что обуславливает непрерывное сканирование единичных управляющих импульсов по его выходам. При таком подготовительном режиме обнуляется содержимое всех ячеек второго ЦБП 12.

В процессе нарастания напряжение U₆ в момент времени t₁ на рис. 3.19 (а также на рис. 3.20, которым более подробно иллюстрируется работа ГПИ 26, РУ 27 и элементов И 18 и И-НЕ 19 в окрестностях момента времени t₁) превышает уровень срабатывания АК 7 U_оп7, который в этом случае срабатывает – на его выходе появляется единичное напряжение.

В частности, это напряжение прикладывается к первому входу первого элемента И-НЕ 19, снимая таким образом постоянно присутствующее единичное напряжение со входа установки нуля второго счетчика 13. По переднему фронту выходного напряжения АК 7 запускается одновибратор 17, выходной импульс которого устанавливает в нулевое состояние счетчик 10 и РУ 27.

С этого момента схема устройства переходит в динамический режим определения длительности

выбросов напряжения выше уровней анализа U_8-i с непрерывным сопоставлением их с критическими значениями

В момент времени t₂ напряжение U₆ превышает границу первого разряда АЦП 8, выходной код которого становится равным 0001.

на выходе ЦБП 12 присутствует содержимое ячейки с адресом 0000, которое в момент времени t₂ равно нулю; код на выходе АЦП 8 равен 0001;

Рис. 3.20. Ииллюстрация динамических режимов работы элементов устройства

при анализе выброса напряжения при стационарном напряжении сети

В результате напряжения на выходах ЦК 11 "C>D" и "C=D" равны нулю, а на выходе "C<D" - единице; напряжение на выходе "В > А" ЦК 16 равно нулю.

При очередном импульсе ГПИ 26 (см. рис. 3.20) на первом выходе РУ 27 появляется единичный импульс, который вписывает в счетчик 13 содержимое ячейки с адресом 0000, равное 00000000.

Импульс, появляющийся на втором выходе РУ 27, проходя через элемент И 18 (к его первому входу приложено единичное напряжение с выхода элемента ИЛИ 31, а ко второму - единичное напряжение с выхода АК 7), увеличивает на единицу содержимое счетчика 13, которое становится равным 00000001.

Появляющийся на третьем выходе РУ 27 импульс возвращает увеличенную на единицу информацию 00000001 в ту же ячейку ЦБП 12 с адресом 0000.

Импульсом с четвертого, последнего, выхода РУ 27 на единицу увеличивается содержимое счетчика 10, которое становится равным 0001.

на выходе ЦБП 12 присутствует содержимое ячейки с адресом 0001, которое в момент времени t₂ также равно нулю;

напряжение на выходе ЦК 9 "С = D" равно единице.

Никаких других изменений в схеме устройства после момента времени t₂ (на рис. 3.19) не происходит.

Как и в предшествующем цикле работы РУ 27, информация 00000000 из ячейки ЦБП 12 с адресом 0001 преобразуется в 00000001, после чего возвращается назад в ту же ячейку.

Импульсом с четвертого выхода РУ 27 содержимое счетчика 10 преобразуется в 0010. При таком коде счетчика 10 напряжение на выходе ЦК 9 "С > D" становится равным единице, а на выходах "С <D" и "С = D" – нулю. При такой ситуации напряжение на выходе элемента ИЛИ 31 равно нулю, и импульс со второго выхода РУ 27 не пропускается элементом И 18 на тактовый вход счетчика 13. Однако этот импульс, последовательно проходя через элементы 30 и 19, поступает на вход установки нуля счетчика 13 и подтверждает его нулевое содержимое.

Аналогично при выходных кодах счетчика 10, больших 0001, содержимое соответствующих ячеек ЦБП 12 остается нулевым.

После полного заполнения счетчика 10 и последующего его обнуления в очередных циклах работы РУ 27 содержимое ячеек ЦБП 12 с адресами 0000 и 0001 из 00000001 преобразуется в 00000010.

В следующем цикле работы счетчика 10 содержимое этих же ячеек преобразуется, соответственно, из 00000010 в 00000011 и т.д.

К моменту времени t₃ на фиг.7 содержимое ячеек 0000 и 0001 ЦБП 12 становится, например, равным 00001000.

В момент времени t₃ напряжение U₃ на фиг.7 превышает границу второго разряда АЦП 8, его выходной код становится равным 0010. При этом нарастание содержимого ячеек 0000 - 0010 ЦБП 12 в каждом цикле работы РУ 27 осуществляется следующим образом:

В момент времени t₄ содержимое ячейки 0010 ЦБП 12 превышает критическую длительность

, код которой хранится в ячейке 10010 ЦБП 11 - в результате на выходе "В > А" ЦК 14 появляется единичное напряжение, вписывающее "ноль" в D-триггер 15. Появляющийся на прямом выходе последнего нулевой потенциал опрокидывает SR-триггер 16 в единичное состояние.

При этом по заднему фронту напряжения с инверсного выхода SR-триггера 16, спадающего из единичного уровня в нулевой, содержимое счетчика 24 увеличивается на единицу.

Таким образом после соответствующего распознавания образа засчитывается выброс напряжения с критическими параметрами.

Поскольку критическая длительность выброса

имеет довольно большое значение (см. рис. 3.10), то очередной импульс на выходе ЦК 14 мог бы появиться в момент времени t₆ (см. рис. 3.19).

Однако этот импульс не появляется, поскольку в момент времени t₅ компаратор 7 уже отпускает, нулевое напряжение с его выхода при этом переводит в нулевое состояние SR-триггер 16, в единичное состояние D-триггер 15, а также обнуляет ячейки ЦБП 12.

При анализе провалов напряжения ФМ 6 инвертирует напряжение U₃; напряжение на прямом выходе НО 5 становится равным нулю, а на инверсном – единице.

В этом случае на входы АК 7 и АЦП 8, после прохождения через формирователь 6 модуля, подается инвертированное напряжение с выхода ППНП 1.

В остальном при анализе провалов напряжения работа устройства аналогична описанной выше при анализе выбросов. Подсчет критических провалов напряжения осуществляется счетчиком 25.

Рассмотрим работу устройства при нестационарном напряжении на примере анализа и фиксации выброса напряжения, изображенного на рис. 3.21 (см. напряжение U₆).

При нестационарном напряжении в сети длительное время имеют место большие отклонения напряжения. В такой ситуации происходит отказ ЭО без восстановления работоспособного состояния на длительное время. В этом случае также длительное время могут быть превышены границы различных разрядов АЦП 8.

Учет суммарного времени отказов ЭО при длительных положительных отклонениях напряжения выполняется счетчиком 28, а при длительных отрицательных отклонениях напряжения - счетчиком 29.

Рис. 3.21. Анализ выброса напряжения при нестационарном напряжении

При идентификации выброса напряжения на рис. 3.21 в момент времени t₁ на выходе D-триггера 15 появляется нулевое напряжение, которое переводит в единичное состояние SR-триггер 16. Напряжение с прямого выхода последнего прикладывается ко второму входу элемента И 20, который при этом начинает пропускать импульсы с выхода ГПИ 26, поскольку к первому входу элемента И 20 приложено единичное напряжение с прямого выхода НО 5. Счетчиком 28 подсчитывается количество ₂₈ импульсов ГПИ 26, по которому может быть определено суммарное время

пребывания ЭО в отказавшем состоянии из-за длительных выбросов напряжения, переходящих в положительные отклонения напряжения:

где

– суммарное время отказов электрооборудования по причине выбросов напряжения за время контроля (сутки, неделя, месяц и т.д.), выраженное в секундах;

По аналогичной формуле (с учетом показаний счетчика 29) после окончания контроля определяется суммарное время

отказов электрооборудования по причине провалов напряжения.

Преимуществами идентификатора по сравнению с другими известными решениями является расширение функциональных возможностей. Схема идентификатора проста и легко реализуется как на интегральных микросхемах среднего уровня интеграции, так и на основе микрокотроллеров.

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

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

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