Устройство для определения параметров линейной конденсаторной батареи

Полезная модель относится к области систем обработки информации и может быть использована при функциональном контроле и диагностировании линейной конденсаторной батареи на основе ее модели. Техническим результатом является создание устройства для определения параметров линейной конденсаторной батареи при ее продольном и поперечном включении. Устройство для определения параметров линейной конденсаторной батареи содержит блок расчета активного сопротивления и емкости, подключенный через регистратор аварийных ситуаций к линии электропередачи. В блоке расчета активного сопротивления и емкости первое и второе устройства выборки и хранения подключены к регистратору аварийных ситуаций, а к первому устройству выборки-хранения последовательно подключены инвертор и сумматор. Ко второму устройству выборки-хранения последовательно подключены сумматор, третье устройство выборки-хранения, первый программатор, второй программатор, третий программатор, четвертый программатор, который подключен к ЭВМ. Третье устройство выборки-хранения связано с пятым программатором, который подсоединен ко второму программатору. К третьему устройству выборки-хранения подсоединен второй и шестой программаторы. К регистратору аварийных ситуаций подключено четвертое устройство выборки-хранения, к которому последовательно подключены шестой программатор, третий программатор. К четвертому устройству выборки-хранения последовательно подсоединены седьмой программатор, четвертый программатор. Седьмой программатор подключен к третьему устройству выборки-хранения, к первому и третьему программаторам. К каждому устройству выборки-хранения подключен тактовый генератор. 3 ил.

Полезная модель относится к области систем обработки информации и может быть использована при функциональном контроле и диагностировании линейной конденсаторной батареи на основе ее модели.

В настоящее время нет устройств для определения параметров линейной конденсаторной батареи.

Задачей полезной модели является создание устройства для определения параметров линейной конденсаторной батареи при ее продольном и поперечном включении.

Устройство для определения параметров линейной конденсаторной батареи, согласно полезной модели, содержит блок расчета активного сопротивления и емкости, подключенный через регистратор аварийных ситуаций к линии электропередачи.

В блоке расчета активного сопротивления и емкости первое и второе устройства выборки и хранения подключены к регистратору аварийных ситуаций, а к первому устройству выборки-хранения последовательно подключены инвертор и сумматор. Ко второму устройству выборки-хранения последовательно подключены сумматор, третье устройство выборки-хранения, первый программатор, второй программатор, третий программатор, четвертый программатор, который подключен к ЭВМ. Третье устройство выборки-хранения связано с пятым программатором, который подсоединен ко второму программатору. К третьему устройству выборки-хранения подсоединен второй и шестой программаторы. К регистратору аварийных ситуаций подключено четвертое устройство выборки-хранения, к которому последовательно подключены шестой программатор, третий программатор. К четвертому устройству выборки-хранения последовательно подсоединены седьмой программатор, четвертый программатор. Седьмой

программатор подключен к третьему устройству выборки-хранения, к первому и третьему программаторам. К каждому устройству выборки-хранения подключен тактовый генератор.

С помощью предложенной схемы устройства можно определить параметры линейной конденсаторной батареи при ее продольном и поперечном включении: активное сопротивление R и емкость С (фиг.3).

На фиг.1 приведена структурная схема включения устройства для определения параметров линейной конденсаторной батареи 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, С.

На фиг.3 приведены схемы замещения линейной конденсаторной батареи при продольном (фиг.3, а) и поперечном (фиг.3, б) включениях.

Устройство (фиг.1) для определения параметров линейной конденсаторной батареи 1 содержит блок 2 расчета R, С, входы которого связаны с местом подключения линейной конденсаторной батареи через регистратор аварийных ситуаций, а выходы блока 2 расчета R, С подключены к ЭВМ 3 (может быть продольное включение или поперечное включение батареи).

Блок 2 расчета R, С (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 инвертор 6, сумматор 7. Ко второму устройству выборки-хранения 5 (УВХ 2) последовательно подключены сумматор 7, третье устройство выборки-хранения 8 (УВХ 3), первый программатор 9 (П 1), второй программатор 10 (П 2), третий программатор 11 (П 3), четвертый программатор 12 (П 4), выходы которого подключены к ЭВМ 3. Третье устройство выборки-хранения 8 (УВХ 3) связано с пятым программатором 13 (П 5), выход которого подсоединен ко второму программатору 10 (П 2). Кроме того, к третьему устройству выборки-хранения

8 (УВХ 3) подсоединен второй 10 (П 2) и шестой 14 (П 6) программаторы. Вход четвертого устройства выборки-хранения 15 (УВХ 4) подключен к регистратору аварийных ситуаций. К выходу четвертого устройства выборки-хранения 15 (УВХ 4) последовательно подключены шестой программатор 14 (П 6), третий программатор 11 (П 3). Кроме того, к четвертому устройству выборки-хранения 15 (УВХ 4) последовательно подсоединены седьмой программатор 16 (П 7), четвертый программатор 12 (П 4). Причем к третьему устройству выборки-хранения 8 (УВХ 3), к первому 9 (П 1) и третьему 11 (П 3) программаторам подключен седьмой программатор 16 (П 7). К каждому устройству выборки-хранения подключен тактовый генератор 17 (ТГ).

Все устройства выборки-хранения реализованы на микросхемах 1100СК2. Программатор 9 (П 1), программатор 10 (П 2), программатор 11 (П 3), программатор 12 (П 4), программатор 13 (П 5), программатор 14 (П 6) и программатор 16 (П 7) могут быть выполнены на микроконтроллере серии 51 производителя atmel AT89S53. Инвертор 6 и сумматор 7 реализованы на операционных усилителях 140УД17А. Тактовый генератор 17 (ТГ) может быть реализован на микроконтроллере АТ80С2051.

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

или 1) одновременно на входные шины блока 2 расчета R, С, если продольное включение линейной конденсаторной батареи, или 2) одновременно на входные шины блока 2 расчета R, С, если поперечное включение линейной конденсаторной батареи,

где - массив отсчетов мгновенных значений напряжения в начале линейной конденсаторной батареи,

- массив отсчетов мгновенных значений тока в начале линейной конденсаторной батареи,

- мaccив отсчетов мгновенных значений напряжения в конце линейной конденсаторной батареи.

При продольном включении линейной конденсаторной батареи блока 1 расчета R, С на вход первого устройства выборки-хранения 4 (УВХ 1) поступает сигнал u₁(t_j), на вход второго устройства выборки-хранения 5 (УВХ 2) поступает сигнал u ₂(t_j), а на вход четвертого устройства выборки-хранения 15 (УВХ 4) - сигнал i₁ (t_j),

где t_j =t₁, t₂,...,t _N - моменты времени,

- число разбиений на периоде Т,

t=0,3125·10^-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 4) и хранят там, как текущие, затем с выхода устройства выборки-хранения 4 (УВХ 1) сигнал u₁(t _j) поступает на инвертор 6. С помощью инвертора 6 отрицательное значение предыдущего сигнала u₁(t _j) преобразовывают в положительное. С выхода инвертора 6 значение сигнала u₂(t _j) поступает на вход сумматора 7. В то же время с выхода устройства выборки-хранения 5 (УВХ 2), значение сигнала u ₂(t_j) поступает на вход сумматора 7. С помощью сумматора 7 определяют разность значений сигналов u₂(tj)-u₁(t _j). С выхода сумматора 7 разность значений сигналов u ₂(t_j)-u₁(t _j) поступает в третье устройство выборки-хранения 8

(УВХ 3). Одновременно значение сигнала i₁ (t_j) поступает в блок выборки-хранения 15 (УВХ 4). Значения сигналов, записанные в блоки выборки-хранения 8 (УВХ 3) и 15 (УВХ 4) хранят там, как текущие. С выхода устройства выборки-хранения 8 (УВХ 3) сигнал u₂(t _j)-u₁(t_j) поступает на входы программаторов 9 (П 1), 10 (П 2), 13 (П 5), 14 (П 6) и 16 (П 7). С выхода устройства выборки-хранения 15 (УВХ 4) сигнал i₁(t_j) поступает на входы программаторов 14 (П 6) и 16 (П 7). На выходе первого программатора 9 (П 1) получают значение производной сигнала U'₁₂ (t_j ):

С выхода первого программатора 9 (П 1) значение производной сигнала U'₁₂(t_j ) поступает на входы второго 10 (П 2) и седьмого 16 (П 7) программаторов. В то же время с помощью пятого программатора 13 (П 5) определяют значение производной сигнала U'₁₂(t_j+1 ):

С выхода пятого программатора 13 (П 5) значение производной сигнала поступает на вход второго программатора 10 (П 2). С помощью второго программатора 10 (П 2) определяют значение расчетной потери напряжения U_12P(t_j):

С выхода второго программатора 10 (П 2) значение расчетной потери напряжения поступает на вход третьего программатора 11 (П 3). В то же время с помощью шестого программатора 14 (П 6) определяют значение реактивной составляющей тока i _C(t_j):

С выхода шестого программатора 14 (П 6) значение реактивной составляющей тока поступает на вход третьего программатора 11 (П 3). С помощью третьего программатора 11 (П 3) определяют значение емкости конденсаторной батареи C_i (фиг.3):

С выхода третьего программатора 11 (П 3) значение емкости конденсаторной батареи поступает на входы четвертого 12 (П 4) и седьмого 16 (П 7) программаторов. С помощью седьмого программатора 16 (П 7) получают значение активного сопротивления конденсаторной батареи R_i (фиг.3):

С выхода седьмого программатора 16 (П 7) значение активного сопротивления конденсаторной батареи поступает на вход четвертого программатора 12 (П 4), с помощью которого определяют средние за период значения активного сопротивления и емкости конденсаторной батареи по формулам:

где N_Ri, N _Ci - соответственно количества значений R _i, C_i, найденных на периоде.

При поперечном включении линейной конденсаторной батареи работа блока 2 расчета R, С аналогична работе блока расчета при ее продольном включении, 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) поступает сигнал u₁(t _j), а на вход четвертого устройства выборки-хранения 15 (УВХ 4) - сигнал i₁(t_j ).

Значения сигналов записывают в блоки выборки-хранения 5 (УВХ 2) и 15 (УВХ 4) и хранят там, как текущие. С выхода второго устройства выборки-хранения 5 (УВХ 2), значение сигнала u ₁(t_j) поступает на вход сумматора 7. С помощью сумматора 7 определяют разность значений сигналов u₁(t_j)-u ₂(t_j). С выхода сумматора 7 разность значений сигналов u₁(t_j )-u₂(t_j)=u ₁(t_j) поступает в устройство выборки-хранения 8 (УВХ 3). Одновременно значение сигнала i₁ (t_j) поступает в четвертый блок выборки-хранения 15 (УВХ 4). В остальном работа блока 2 расчета R, С при поперечном включении конденсаторной батареи аналогична работе блока 2 расчета R, С при продольном включении и заключается в том, что определяют значение производной сигнала U'₁(t _j):

Затем получают значение производной сигнала U'₁(t_j+1):

Далее определяют значение расчетной потери напряжения U_1p(t_j):

Затем получают значение реактивной составляющей тока i_C(t_j):

Далее определяют значение емкости конденсаторной батареи C_i (фиг.3):

Затем получают значение активного сопротивления конденсаторной батареи R_i (фиг.3):

Далее определяют средние за период значения активного сопротивления и емкости конденсаторной батареи по формулам:

где N_Ri, N _Ci - соответственно количества значений R _i, C_i, найденных на периоде.

Таким образом, полезная модель позволяет измерять активное сопротивление R и емкость С линейной конденсаторной батареи при ее продольном или поперечном включении.

Устройство для определения параметров линейной конденсаторной батареи, отличающееся тем, что к линейной конденсаторной батарее в местах ее подключения к линии электропередачи через регистратор аварийных ситуаций последовательно подключен блок расчета активного сопротивления и емкости, в котором первое и второе устройства выборки и хранения подключены к регистратору аварийных ситуаций, а к первому устройству выборки-хранения последовательно подключены инвертор и сумматор; ко второму устройству выборки-хранения последовательно подключены сумматор, третье устройство выборки-хранения, первый программатор, второй программатор, третий программатор, четвертый программатор, который подключен к ЭВМ; третье устройство выборки-хранения связано с пятым программатором, который подсоединен ко второму программатору, кроме того, к третьему устройству выборки-хранения подсоединен второй и шестой программаторы, к регистратору аварийных ситуаций подключено четвертое устройство выборки-хранения, к которому последовательно подключены шестой программатор, третий программатор, при этом к четвертому устройству выборки-хранения последовательно подсоединены седьмой программатор, четвертый программатор, причем седьмой программатор подключен к третьему устройству выборки-хранения, к первому и третьему программаторам, при этом к каждому устройству выборки-хранения подключен тактовый генератор.