Устройство для текущего контроля и статистического анализа отклонений напряжения
Изобретение относится к области информационно-измерительной и вычислительной техники и может быть использовано в электроэнергетике для непрерывного контроля текущих значений и получения гистограммы отклонений напряжения с целью контроля по ГОСТ 13109-87 качества электроэнергии в электрических сетях промышленных предприятий и энергосистем. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей, повышение надежности работы и удобства в эксплуатации устройства. Технический результат достигается за счет того, что устройство содержит преобразователь переменного напряжения в постоянное, нуль-орган, формирователь модуля, аналого-цифровой преобразователь, четыре счетчика, многопозиционный и двухпозиционный переключатели, шифратор, коммутатор, блок памяти, ключ, три элемента И-НЕ, генератор импульсов выборки, генератор тактовых импульсов, два блока индикации, два триггера, дешифратор, элемент НЕ. 4 ил.
Изобретение относится к области информационно-измерительной и вычислительной техники и может быть использовано в электроэнергетике для непрерывного контроля текущих значений и получения гистограммы отклонений напряжения с целью контроля по ГОСТ 13109-87 качества электроэнергии в электрических сетях промышленных предприятий и энергосистем.
Известен статистический анализатор отклонений напряжения сети /1/, содержащий преобразователь переменного напряжения в постоянное, аналого-цифровой преобразователь, двоичный счетчик, коммутатор, оперативное запоминающее устройство, двоично- десятичный счетчик, индикатор, генератор выборки, генератор тактовых импульсов, триггер, распределитель уровней, элементы И и ИЛИ, элемент установки в ноль, многопозиционный переключатель, шифратор из унитарного кода в двоичный, двухпозиционный переключатель режима работы. Недостатком аналога является невысокая надежность, обусловленная большим расходом элементов для его реализации, а также большим числом связей между элементами. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является статистический анализатор отклонений напряжения /2/, содержащий преобразователь переменного напряжения в постоянное, аналого-цифровой преобразователь, шифратор, коммутатор, блок памяти, четыре счетчика, двухпозиционный и многопозиционный переключатели, индикатор, генератор импульсов выборки, генератор тактовых импульсов, два триггера, распределитель уровней, ключ, токозадающий резистор, регистр, два одновибратора, три элемента И-НЕ. Недостатками прототипа являются узкие функциональные возможности, недостаточно высокая надежность работы и неудобство в эксплуатации анализатора. Узкие функциональные возможности прототипа обусловлены тем, что он предназначен только для проведения статистического анализа отклонений напряжения и получения данных для построения гистограммы отклонений, с его помощью не может осуществляться контроль текущих значений отклонений напряжения сети. Невысокая надежность работы анализатора проявляется при переводе его в режим опроса, при котором появляется возможность искажения накопленной в блоке памяти информации. Возможность искажения информации обусловлена моментом переключения многопозиционного переключателя при опросе каналов анализатора, причем при наиболее неблагоприятном совпадении оказывается, что часть информации считана в индикатор и двоично-десятичный счетчик из одного канала блока памяти, а возвращена в другой канал или часть информации считана из одного канала, а часть - из другого канала. Неудобство в эксплуатации анализатора обусловлено необходимостью использования двух режимов работы ("Измерение" и "Опрос") с ручным неавтоматическим управлением, которые при более удачной организации структуры устройства могли бы быть исключены, а также в отсутствии четкого соответствия между номером разряда гистограммы и значением отклонений напряжения. Технические задачи, решаемые изобретением, - расширение функциональных возможностей (за счет обеспечения дополнительной возможности непрерывного контроля текущих значений отклонений напряжения сети), повышение надежности работы (за счет исключения возможности искажения накопленной статистической информации в режиме опроса блока памяти) и удобства в эксплуатации (за счет исключения различных режимов работы и соответственно переключателя режимов работы, а также за счет "жесткой" нумерации разрядов измеряемой гистограммы отклонений напряжения относительно номинального значения напряжения сети) устройства. Указанные технические задачи решаются благодаря тому, что в статистический анализатор отклонений напряжения, содержащий шифратор, коммутатор, четыре счетчика, двухпозиционный и многопозиционный переключатели, блок памяти, ключ, генератор тактовых импульсов, генератор импульсов выборки, два триггера, первый блок индикации, три элемента И-НЕ, токозадающий резистор, одновибратор, аналого-цифровой преобразователь и преобразователь переменного напряжения в постоянное, вход которого является информационным входом анализатора, шина нулевого потенциала через многопозиционный переключатель соединена со входами шифратора, выход которого соединен с группой младших разрядов первого информационного входа коммутатора, второй информационный вход которого подключен к информационному выходу первого счетчика, а выход соединен с группой старших разрядов адресного входа блока памяти, шина нулевого потенциала через ключ соединена с первым входом первого элемента И-НЕ, связанным со входом обнуления второго счетчика и через токозадающий резистор с шиной единичного потенциала, выход первого элемента И-НЕ соединен с тактовым входом первого счетчика, группа младших разрядов информационного входа которого подключена к выходу аналого-цифрового преобразователя, а вход записи объединен с первым входом второго элемента И-НЕ и подключен к инверсному выходу генератора импульсов выборки, прямой выход которого соединен со входами обнуления третьего и четвертого счетчиков, тактовые входы которых подключены соответственно к выходу генератора тактовых импульсов и к выходу старшего разряда третьего счетчика, младшие разряды адресного входа блока памяти соединены со входом выбора канала первого блока индикации и подключены к информационному выходу четвертого счетчика, старший разряд которого соединен со вторым входом первого элемента И-НЕ, выход второго элемента И-НЕ соединен со входом записи первого триггера, инверсный выход которого соединен со входом записи второго триггера, прямой выход которого соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ, выход которого соединен с тактовым входом второго счетчика, выход переноса которого соединен со вторым входом второго элемента И-НЕ, информационные входы первого и второго триггеров подключены к шине единичного потенциала, дополнительно введены элемент НЕ, дешифратор, второй блок индикации, формирователь модуля и нуль-орган, вход которого объединен с информационным входом формирователя модуля и подключен к выходу преобразователя переменного напряжения в постоянное, а прямой выход соединен со старшим разрядом информационного входа первого счетчика и первым управляющим входом формирователя модуля, второй управляющий вход которого подключен к инверсному выходу нуль-органа, а выход соединен со входом аналого-цифрового преобразователя, старший разряд первого информационного входа коммутатора через двухпозиционный переключатель соединен с шинами нулевого и единичного потенциала, информационный выход первого счетчика соединен со входом второго блока индикации, старший разряд информационного выхода третьего счетчика соединен с управляющим входом коммутатора, выход блока памяти соединен с информационными входами первого блока индикации и второго счетчика, информационный выход которого соединен с информационным входом блока памяти, выход генератора тактовых импульсов через одновибратор соединен со входом стробирования дешифратора, управляющий вход которого подключен к информационному выходу третьего счетчика, а инверсные выходы соединены соответственно первый со входом управления записью первого блока индикации, второй со входом установки в ноль первого триггера, третий со входом управления записью второго счетчика, четвертый через элемент НЕ со вторым входом третьего элемента И-НЕ, пятый со входом управления записью блока памяти и входом установки в ноль второго триггера. Существенными отличиями предлагаемого изобретения являются использование новых элементов (дешифратора, элемента НЕ, второго блока индикации, формирователя модуля и нуль-органа), а также новая организация структуры устройства (в частности, позволяющей организовать реализацию масочного принципа совмещения двух режимов работы устройства "Опрос"- "Измерение"). Именно эти существенные отличия обеспечивают достижение положительного эффекта: а) расширение функциональных возможностей (за счет обеспечения дополнительной возможности непрерывного контроля текущих значений отклонений напряжения сети); б) повышение надежности работы за счет исключения возможности искажения накопленной статистической информации при опросе блока памяти; в) повышение удобства в эксплуатации за счет исключения различных режимов работы устройства и соответственно переключателя режимов работы, а также за счет "жесткой" нумерации разрядов измеряемой гистограммы отклонений напряжения относительно номинального значения напряжения сети. На фиг.1 представлена структурная схема устройства, на фиг.2 изображена схема формирователя модуля, на фиг.3 - схема первого блока индикации, а на фиг.4 - гистограмма отклонений напряжения сети. Устройство содержит преобразователь 1 переменного напряжения в постоянное, вход которого является входом устройства, а выход соединен со входом нуль-органа (НО) 2 и через формирователь 3 модуля (ФМ) связан со входом аналого-цифровой преобразователя (АЦП) 4, выход которого соединен с группой младших разрядов информационного входа первого счетчика 5, старший разряд которого подключен к прямому выходу НО 2, соединенному с первым управляющим входом ФМ 3, второй управляющий вход которого подключен к инверсному выходу НО 2, шина нулевого потенциала через многопозиционный переключатель 6 соединена со входами шифратора 7, выход которого соединен с группой младших разрядов первого информационного входа коммутатора 8, старший разряд которого через двухпозиционный переключатель 9 соединен с шинами нулевого и единичного потенциала, второй информационный вход коммутатора 8 подключен к информационному выходу первого счетчика 5, а выход соединен с группой старших разрядов адресного входа блока 10 памяти (БП), шина нулевого потенциала через ключ 11 соединена с первым входом первого элемента И-НЕ 12, связанным со входом обнуления второго счетчика 13 и через токозадающий резистор 14 с шиной единичного потенциала, выход первого элемента И-НЕ 12 соединен с тактовым входом первого счетчика 5, информационный выход которого соединен с информационным входом второго блока 15 индикации (БИ), а вход записи объединен с первым входом второго элемента И-НЕ 16 и подключен к инверсному выходу генератора 17 импульсов выборки, прямой выход которого соединен со входами обнуления третьего 18 и четвертого 19 счетчиков, тактовые входы которых подключены соответственно к выходу генератора 20 тактовых импульсов (ГТИ) и к старшему разряду информационного выхода третьего счетчика 18, соединенному с управляющим входом коммутатора 8, младшие разряды адресного входа БП 10 соединены со входом выбора канала первого БИ 21 и подключены к информационному выходу четвертого счетчика 19, старший разряд которого соединен со вторым входом первого элемента И-НЕ 12, выход второго элемента И-НЕ 16 соединен со входом записи первого триггера 22, инверсный выход которого соединен со входом записи второго триггера 23, прямой выход которого соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ 24, выход которого соединен с тактовым входом второго счетчика 13, выход переноса которого соединен со вторым входом второго элемента И-НЕ 16, информационные входы первого 22 и второго 23 триггеров подключены к шине единичного потенциала, выход БП 10 соединен с информационными входами первого БИ 21 и второго счетчика 13, информационный выход которого соединен с информационным входом БП 10, выход ГТИ 20 через одновибратор 25 соединен со входом стробирования дешифратора 26, управляющий вход которого подключен к информационному выходу третьего счетчика 18, а инверсные выходы соединены соответственно первый со входом управления записью первого БИ 21, второй со входом установки в ноль первого триггера 22, третий со входом управления записью второго счетчика 13, четвертый через элемент НЕ 27 со вторым входом третьего элемента И-НЕ 24, пятый со входом управления записью БП 10 и входом установки в ноль второго триггера 23. Формирователь 3 модуля (см. фиг.2) содержит первый коммутатор 28, информационный вход которого подключен к информационному входу ФМ 3, соединенному через инвертор 29 с информационным входом второго коммутатора 30, выход которого объединен с выходом первого коммутатора 28 и соединен с выходом ФМ 3, первый управляющий вход которого соединен с управляющим входом первого коммутатора 28, второй управляющий вход ФМ 3 соединен с управляющим входом второго коммутатора 30. Первый блок 21 индикации (см.фиг.3) содержит дешифратор 31 из двоичного кода в унитарный позиционный код, вход которого является входом выбора канала БИ 21, а выходы соединены с первыми входами элементов ИЛИ-НЕ 32 - 35, вторые входы которых подключены ко входу управления записью БИ 21, информационный вход которого соединен с информационными входами регистров 36 - 39, синхровходы которых подключены к выходам соответствующих элементов ИЛИ-НЕ 32 - 35, выходы регистров 36 - 39 через шифраторы 40 - 43 соединены со входами соответствующих индикаторов 44 - 47. Второй БИ 15 представляет собой обычный 1- или 2-декадный цифровой индикатор, содержащий также дополнительно один знаковый разряд для отображения символов "+" или "-". Преобразователь 1 осуществляет преобразование переменного напряжения сети в постоянное напряжение, пропорциональное отклонениям










Формула изобретения
Устройство для текущего контроля и статистического анализа отклонений напряжения, содержащее шифратор, коммутатор, четыре счетчика, двухпозиционный и многопозиционный переключатели, блок памяти, ключ, генератор тактовых импульсов, генератор импульсов выборки, два триггера, первый блок индикации, три элемента И-НЕ, токозадающий резистор, одновибратор, аналого-цифровой преобразователь и преобразователь переменного напряжения в постоянное, вход которого является информационным входом устройства, шина нулевого потенциала через многопозиционный переключатель соединена со входами шифратора, выход которого соединен с группой младших разрядов первого информационного входа коммутатора, второй информационный вход которого подключен к информационному выходу первого счетчика, а выход соединен с группой старших разрядов адресного входа блока памяти, шина нулевого потенциала через ключ соединена с первым входом первого элемента И-НЕ, связанным со входом обнуления второго счетчика и через токозадающий резистор - с шиной единичного потенциала, выход первого элемента И-НЕ соединен с тактовым входом первого счетчика, группа младших разрядов информационного входа которого подключена к выходу аналого-цифрового преобразователя, а вход записи объединен с первым входом второго элемента И-НЕ и подключен к инверсному выходу генератора импульсов выборки, прямой выход которого соединен со входами обнуления третьего и четвертого счетчиков, тактовые входы которых подключены соответственно к выходу генератора тактовых импульсов и к выходу старшего разряда третьего счетчика, младшие разряды адресного входа блока памяти соединены со входом выбора канала первого блока индикации и подключены к информационному выходу четвертого счетчика, старший разряд которого соединен со вторым входом первого элемента И-НЕ, выход второго элемента И-НЕ соединен со входом записи первого триггера, инверсный выход которого соединен со входом записи второго триггера, прямой выход которого соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ, выход которого соединен с тактовым входом второго счетчика, выход переноса которого соединен со вторым входом второго элемента И-НЕ, информационные входы первого и второго триггеров подключены к шине единичного потенциала, отличающееся тем, что в него дополнительно введены элемент НЕ, дешифратор, второй блок индикации, формирователь модуля и нуль-орган, вход которого объединен с информационным входом формирователя модуля и подключен к выходу преобразователя переменного напряжения в постоянное, а прямой выход соединен со старшим разрядом информационного входа первого счетчика и первым управляющим входом формирователя модуля, второй управляющий вход которого подключен к инверсному выходу нуль-органа, а выход соединен со входом аналого-цифрового преобразователя, старший разряд первого информационного входа коммутатора через двухпозиционный переключатель соединен с шинами нулевого и единичного потенциала, информационный выход первого счетчика соединен со входом второго блока индикации, старший разряд информационного выхода третьего счетчика соединен с управляющим входом коммутатора, выход блока памяти соединен с информационными входами первого блока индикации и второго счетчика, информационный выход которого соединен с информационным входом блока памяти, выход генератора тактовых импульсов через одновибратор соединен со входом стробирования дешифратора, управляющий вход которого подключен к информационному выходу третьего счетчика, а инверсные выходы соединены соответственно первый со входом управления записью первого блока индикации, второй со входом установки в ноль первого триггера, третий со входом управления записью второго счетчика, четвертый через элемент НЕ со вторым входом третьего элемента И-НЕ, пятый со входом управления записью блока памяти и входом установки в ноль второго триггера.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4QB4A Регистрация лицензионного договора на использование изобретения
Лицензиар(ы): Ермаков Владимир Филиппович
Вид лицензии*: НИЛ
Лицензиат(ы): Общество с ограниченной ответственностью "Хозрасчетный центр "Интеграл"
Договор № РД0034852 зарегистрирован 08.04.2008
Извещение опубликовано: 20.05.2008 БИ: 14/2008
* ИЛ - исключительная лицензия НИЛ - неисключительная лицензия