Устройство для определения параметров линейного токоограничивающего реактора/резистора

Устройство для определения параметров линейного токоограничивающего реактора/резистора предназначено для функционального контроля и диагностирования линейного токоограничивающего реактора/резистора на основе его модели и позволяет измерять его активное R и реактивное X сопротивления. К линейному токоограничивающему реактору/резистору в местах его подключения к шинам генераторного напряжения через регистратор аварийных ситуаций подключены блок расчета активного и реактивного сопротивлений и ЭВМ. В блоке расчета R, Х первое и второе устройства выборки и хранения подключены к регистратору аварийных ситуаций, а к первому устройству выборки-хранения последовательно подключены инвертор и первый сумматор. Ко второму устройству выборки-хранения последовательно подключены первый сумматор, третье устройство выборки-хранения, четвертое устройство выборки-хранения, второй инвертор, второй сумматор, выход которого связан с первым перемножителем, к которому последовательно подключены первый интегратор, первый перемножитель-делитель, выход которого подключен к ЭВМ. Вход пятого устройства выборки-хранения подключен к регистратору аварийных ситуаций, а к выходу пятого устройства выборки-хранения последовательно подключены шестое устройство выборки-хранения, третий сумматор, выход которого связан с первым перемножителем. К каждому устройству выборки-хранения подключен тактовый генератор. Входы третьего и пятого устройств выборки-хранения связаны со вторым перемножителем, выход которого связан со вторым интегратором, выход которого соединен со вторым перемножителем-делителем, подключенным к ЭВМ. К выходу пятого устройства выборки-хранения подключены третий сумматор и преобразователь действующих значений, выходы которого подключены к третьему перемножителю, связанному с входами первого и второго перемножителей-делителей. 3 илл.

Полезная модель относится к области систем обработки информации и может быть использована при функциональном контроле и диагностировании линейного токоограничивающего реактора/резистора на основе его модели.

В настоящее время нет устройств для определения параметров линейного токоограничивающего реактора/резистора.

Задачей полезной модели является создание устройства для определения параметров линейного токоограничивающего реактора/резистора при его продольном и поперечном включении.

Устройство для определения параметров линейного токоограничивающего реактора/резистора, согласно полезной модели, содержит блок расчета активного R и реактивного Х сопротивлений, входы которого связаны с линейным токоограничивающим реактором/резистором в местах его подключения к шинам генераторного напряжения через регистратор аварийных ситуаций, а выходы блока расчета R, Х подключены к ЭВМ.

При этом в блоке расчета R, Х первое и второе устройства выборки и хранения подключены к регистратору аварийных ситуаций, а к первому устройству выборки-хранения последовательно подключены инвертор и первый сумматор. Ко второму устройству выборки-хранения последовательно подключены первый сумматор, третье устройство выборки-хранения, четвертое устройство выборки-хранения, второй инвертор, второй сумматор, выход которого связан с первым перемножителем, к которому последовательно подключены первый интегратор, первый перемножитель-делитель, выход которого подключен к ЭВМ. Кроме того, вход пятого устройства выборки-хранения подключен к регистратору аварийных ситуаций, а к выходу пятого устройства выборки-хранения последовательно

подключены шестое устройство выборки-хранения, третий сумматор, выход которого связан с первым перемножителем. Причем к каждому устройству выборки-хранения подключен тактовый генератор. Входы третьего и пятого устройств выборки-хранения связаны со вторым перемножителем, выход которого связан со вторым интегратором, выход которого соединен со вторым перемножителем-делителем, подключенным к ЭВМ. При этом к выходу пятого устройства выборки-хранения подключены третий сумматор и преобразователь действующих значений, выходы которого подключены к третьему перемножителю, связанному с входами первого и второго перемножителей-делителей.

С помощью предложенной схемы устройства можно определить параметры линейного токоограничивающего реактора/резистора при его продольном и поперечном включении: активное R и реактивное Х сопротивления (фиг.3).

На фиг.1 приведена структурная схема включения устройства для определения параметров линейного токоограничивающего реактора/резистора по массивам отсчетов мгновенных значений токов и напряжений при продольном (фиг.1, а) и поперечном (фиг.1, б) включениях.

На фиг.2 изображена аппаратная схема блока 2 расчета R, X.

На фиг.3 приведены схемы замещения линейного токоограничивающего реактора/резистора при продольном (фиг.3, а) и поперечном (фиг.3, б) включениях.

Устройство (фиг.1) для определения параметров линейного токоограничивающего реактора/резистора 1 содержит блок 2 расчета R, X, входы которого связаны с местом подключения токоограничивающего реактора/резистора через регистратор аварийных ситуаций, а выходы блока 2 расчета R, Х подключены к ЭВМ 3 (может быть продольное включение или поперечное включение реактора/резистора).

Блок 2 расчета R, X (фиг.2) состоит из первого 4 (УВХ 1) и второго 5 (УВХ 2) устройств выборки и хранения, входы которых подключены к

регистратору аварийных ситуаций. К первому устройству выборки-хранения 4 (УВХ 1) последовательно подключены первый инвертор 6, первый сумматор 7. Ко второму устройству выборки-хранения 5 (УВХ 2) последовательно подключены первый сумматор 7, третье устройство выборки-хранения 8 (УВХ 3), четвертое устройство выборки-хранения 9 (УВХ 4), второй инвертор 10, второй сумматор 11, выход которого связан с первым перемножителем 12. К первому перемножителю 12 последовательно подключены первый интегратор 13, первый перемножитель-делитель 14, выход которого подключен к ЭВМ 3. Вход пятого устройства выборки-хранения 15 (УВХ 5) подключен к регистратору аварийных ситуаций. Кроме того, к выходу третьего устройства выборки и хранения 8 (УВХ 3) подсоединен второй вход второго сумматора 11. К пятому устройству выборки-хранения 15 (УВХ 5) последовательно подключены шестое устройство выборки-хранения 16 (УВХ 6), третий сумматор 17, выход которого связан с первым перемножителем 12. К каждому устройству выборки-хранения подключен тактовый генератор 18 (ТГ). Входы третьего 8 (УВХ 3) и пятого 15 (УВХ 5) устройств выборки-хранения связаны со вторым перемножителем 19. Выход второго перемножителя 19 связан со вторым интегратором 20, выход которого соединен со вторым перемножителем-делителем 21, подключенным к ЭВМ 3. К выходу пятого устройства выборки-хранения 15 (УВХ 5) также подключены третий сумматор 17 и преобразователь действующих значений 22 (ПДЗ), выходы которого подключены к третьему перемножителю 23, связанному с входами первого 14 и второго 21 перемножителей-делителей.

Все устройства выборки-хранения реализованы на микросхемах 1100СК2. Программатор действующих значений 22 (ПДЗ) выполнен на микроконтроллере серии 51 производителя atmel AT89S53. Инверторы, сумматоры и интеграторы реализованы на операционных усилителях 140УД17А. В качестве перемножителей и перемножителей-делителей может

быть использована микросхема 525ПС3. Тактовый генератор 18 (ТГ) может быть реализован на микроконтроллере АТ80С2051.

Устройство работает следующим образом. На входы блока 2 расчета R, Х устройства подают от регистратора аварийных ситуаций следующие сигналы:

1) одновременно , , на входные шины блока 2 расчета R, Х при продольном включении линейного токоограничивающего реактора/резистора,

2) одновременно , , на входные шины блока 2 расчета R, Х при поперечном включении линейного токоограничивающего реактора/резистора,

где - массив отсчетов мгновенных значений напряжения в начале линейного токоограничивающего реактора/резистора,

- массив отсчетов мгновенных значений тока в начале линейного токоограничивающего реактора/резистора,

- массив отсчетов мгновенных значений напряжения в конце линейного токоограничивающего реактора/резистора.

При продольном включении линейного токоограничивающего реактора/резистора блока 2 расчета R, Х на вход первого устройства выборки-хранения 4 (УВХ 1) поступает сигнал u₂(tj), нa вход второго устройства выборки-хранения 5 (УВХ 2) сигнал u ₁(t_j), а на вход пятого устройства выборки-хранения 15 (УВХ 5) сигнал i₁(t _j),

где t_j=t ₁, t₂,..., t_N - моменты времени,

- число разбиений на периоде T,

t=0,625·10^-3 с - шаг дискретизации массивов мгновенных значений тока/напряжения.

Значения сигналов записывают в блоки выборки-хранения 4 (УВХ 1), 5 (УВХ 2) и 15 (УВХ 5) и хранят там, как текущие, затем с выхода устройства выборки-хранения 4 (УВХ 1) сигнал u₂(t _j) поступает на первый инвертор 6. С помощью инвертора 6 отрицательное значение предыдущего сигнала u ₂(t_j) преобразовывают в положительное. С выхода инвертора 6 значение сигнала u₂ (t_j) поступает на вход первого сумматора 7. В то же время с выхода устройства выборки-хранения 5 (УВХ 2), значение сигнала u₁(t _j) поступает на второй вход первого сумматора 7. С помощью сумматора 7 определяют разность значений сигналов u ₁(t_j)-u₂(t _j). С выхода первого сумматора 7 разность значений сигналов u₁(t_j)-u ₂(t_j) поступает в третье устройство выборки-хранения 8 (УВХ 3) и на вход второго перемножителя 19. Одновременно значение сигнала i₁(t _j) поступает в блок выборки-хранения 15 (УВХ 5) и на второй вход второго перемножителя 19. Значения сигналов, записанные в блоки выборки-хранения 8 (УВХ 3) и 15 (УВХ 5) хранят там, как текущие. С выхода устройства выборки-хранения 8 (УВХ 3) сигнал u₁(t_j)-u ₂(t_j) поступает на вход сумматора 11 и в устройство выборки-хранения 9 (УВХ 4), в котором становится предыдущим значением, а с выхода устройства выборки-хранения 15 (УВХ 5), значение сигнала i₁(t _j) поступает на первый и второй входы программатора действующих значений 22 (ПДЗ), затем поступает в устройство выборки-хранения 16 (УВХ 6) и становится предыдущим значением. На выходах программатора

действующих значений 22 (ПДЗ) получают действующие значения сигналов

I₁ и I₁ :

С выходов программатора действующих значений 22 (ПДЗ) действующие значения сигналов I₁ и I₁ поступают на входы перемножителя 23. С помощью третьего перемножителя 23 значения сигналов I ₁ и I₁ перемножают и подают на входы первого 14 и второго 21 перемножителей-делителей. С выхода четвертого устройства выборки-хранения 9 (УВХ 4) предыдущее значение сигнала u₁(t_j)-u ₂(t_j) поступает во второй инвертор 10, с помощью которого отрицательное значение предыдущего сигнала u₁(t_j)-u ₂(t_j) преобразовывают в положительное. С выхода второго инвертора 10 значение сигнала u ₁(t_j)-u₂(t _j) поступает на вход второго сумматора 11. В то же время с выхода третьего устройства выборки-хранения 8 (УВХ 3) текущее значение сигнала u₁(t_j )-u₂(t_j) поступает на вход второго сумматора 11, с помощью которого определяют разность текущего и предыдущего значений сигнала u₁ (t_j)-u₂(t _j). Одновременно с описанным выше процессом, с выхода шестого устройства выборки-хранения 16 (УВХ 6) предыдущее значение сигнала i₁(t_j) поступает на вход третьего сумматора 17 и с выхода пятого устройства выборки-хранения 15 (УВХ 5) текущее значение сигнала i₁(t _j) поступает на вход третьего сумматора 17. С помощью третьего сумматора 17 определяют сумму текущего и предыдущего значений сигнала i₁(t_j). С выхода второго сумматора 11 разность текущего и предыдущего значений сигнала u₁(t_j)-u ₂(t_j) поступает на вход первого перемножителя 12, а с выхода третьего сумматора 17 сумма текущего и предыдущего значений сигнала i₁(t_j ) поступает на вход первого

перемножителя 12. С помощью первого перемножителя 12 значения разности и суммы сигналов перемножают и подают на вход первого интегратора 13. С помощью первого интегратора 13 суммируют произведения разности и суммы сигналов и определяют значение потери реактивной мощности Q₁:

С выхода первого интегратора 13 значение потери реактивной мощности поступает на вход первого перемножителя-делителя 14. В то же время с помощью второго перемножителя 19 определяют произведения текущих значений сигналов u₁ (t_j)-u₂(t _j) и i₁(t_j), которые поступают на вход второго интегратора 20. С помощью второго интегратора 20 определяют потери активной мощности P₁:

С выхода второго интегратора 20 значение потери активной мощности поступает на вход второго перемножителя-делителя 21. С помощью первого перемножителя-делителя 14 определяют значение реактивного сопротивления линейного токоограничивающего реактора/резистора (фиг.3, а):

С помощью второго перемножителя-делителя 21 определяют значение активного сопротивления линейного токоограничивающего реактора/резистора (фиг.3, a): .

При поперечном включении линейного токоограничивающего реактора/резистора работа блока 2 расчета R, Х аналогична работе блока расчета при продольном включении реактора/резистора, но на вход первого устройства выборки-хранения 4 (УВХ 1) сигнал не поступает (u₂(t_j )=0), на вход

второго устройства выборки-хранения 5 (УВХ 2) сигнал u₁(t_j), а на вход третьего устройства выборки-хранения 15 (УВХ 5) сигнал i₁(t_j).

Значения сигналов записывают в блоки выборки-хранения 5 (УВХ 2) и 15 (УВХ 5) и хранят там, как текущие. С выхода второго устройства выборки-хранения 5 (УВХ 2), значение сигнала u₁(t _j) поступает на второй вход первого сумматора 7. С помощью первого сумматора 7 определяют разность значений сигналов u ₁(t_j)-u₂(t _j). С выхода первого сумматора 7 разность значений сигналов u₁(t_j)-u ₂(t_j)=u₁(t _j) поступает в устройство выборки-хранения 8 (УВХ 3) и на вход второго перемножителя 19. Одновременно значение сигнала i₁(t_j) поступает в пятый блок выборки-хранения 15 (УВХ 5) и на второй вход второго перемножителя 19. В остальном работа блока 2 расчета R, Х при поперечном включении линейного токоограничивающего реактора/резистора аналогична работе блока 2 расчета R, Х при продольном включении и заключается в том, что определяют действующие значения токов I₁ и I₁ по формуле:

Затем сохраняют каждый цифровой отсчет как текущий и предыдущий, далее определяют разность и сумму каждой пары текущего и предыдущего значений, перемножают разность и сумму, затем суммируют произведения. Далее определяют потери реактивной мощности Q₁ на реактивном сопротивлении X линейного токоограничивающего реактора/резистора:

Далее перемножают текущие отсчеты сигналов и определяют потери активной мощности P₁ на активном сопротивлении R линейного токоограничивающего реактора/резистора:

Затем определяют параметры R и X (фиг.3, б) по формулам:

, .

Таким образом, полезная модель позволяет измерять активное R и реактивное Х сопротивления линейного токоограничивающего реактора/резистора при его продольном или поперечном включении.

Устройство для определения параметров линейного токоограничивающего реактора/резистора, отличающееся тем, что к линейному токоограничивающему реактору/резистору в местах его подключения к шинам генераторного напряжения через регистратор аварийных ситуаций подключены блок расчета активного и реактивного сопротивлений и ЭВМ, при этом в блоке расчета R, Х первое и второе устройства выборки и хранения подключены к регистратору аварийных ситуаций, а к первому устройству выборки-хранения последовательно подключены инвертор и первый сумматор; ко второму устройству выборки-хранения последовательно подключены первый сумматор, третье устройство выборки-хранения, четвертое устройство выборки-хранения, второй инвертор, второй сумматор, выход которого связан с первым перемножителем, к которому последовательно подключены первый интегратор, первый перемножитель-делитель, выход которого подключен к ЭВМ, кроме того, вход пятого устройства выборки-хранения подключен к регистратору аварийных ситуаций, а к выходу пятого устройства выборки-хранения последовательно подключены шестое устройство выборки-хранения, третий сумматор, выход которого связан с первым перемножителем; причем к каждому устройству выборки-хранения подключен тактовый генератор, а входы третьего и пятого устройств выборки-хранения связаны со вторым перемножителем, выход которого связан со вторым интегратором, выход которого соединен со вторым перемножителем-делителем, подключенным к ЭВМ, при этом к выходу пятого устройства выборки-хранения подключены третий сумматор и преобразователь действующих значений, выходы которого подключены к третьему перемножителю, связанному с входами первого и второго перемножителей-делителей.