Счетчик ресурса трансформатора (варианты)



Счетчик ресурса трансформатора (варианты)
Счетчик ресурса трансформатора (варианты)
Счетчик ресурса трансформатора (варианты)

 


Владельцы патента RU 2487363:

Ермаков Владимир Филиппович (RU)

Группа заявленных изобретений относится к области информационно-измерительной и вычислительной техники, предназначена для вычисления и индикации относительной интенсивности V износа, а также может быть использована в качестве счетчиков использованного ресурса срока службы Тир изоляции обмоток трансформатора. Техническим результатом заявленного изобретения выступает повышение точности за счет учета зависимости активного сопротивления обмоток трансформатора от температуры нагрева, а также учета влияния изменений температуры окружающей среды. Технический результат достигается благодаря тому, что в первом варианте реализации счетчик содержит датчик тока (ДТ), аналого-цифровой преобразователь (АЦП), квадратор, первый-пятый блоки умножения (БУ), первый и второй накапливающие сумматоры (НС), функциональный преобразователь (ФП), первый регистр, цифровой индикатор (ЦИ), генератор прямоугольных импульсов (ГПИ), микроконтроллер (МК), первый и второй приемопередатчики, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), компьютер, первый и второй цифровые сумматоры (ЦС), первый и второй блоки вычитания (БВ), первый-пятый блоки задания кодов (БЗК), датчики температуры окружающей среды (ДТОС) и наиболее нагретой точки обмотки трансформатора (ДТОТ), многоканальный коммутатор; во втором варианте реализации счетчик содержит ДТ, МК, регистр, ЦИ, датчики ДТОС и ДТОТ, ГПИ, первый и второй приемопередатчики, ПЗУ, компьютер. Технический результат - повышение точности устройства. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

 

Предлагаемая группа изобретений относится к области информационно-измерительной и вычислительной техники, предназначена для вычисления и индикации относительной интенсивности V износа изоляции обмоток трансформатора, а также может быть использована в качестве счетчика-регистратора использованного ресурса срока службы Тир изоляции обмоток трансформатора за каждый час, сутки, месяц.

Известно устройство для определения начальных моментов любого порядка [1], содержащее входной зажим, функциональный преобразователь, интегратор, источник опорного напряжения, компаратор, одновибратор, первый и второй счетчики, генератор прямоугольных импульсов, блок деления, индикатор.

Недостатками аналога являются невысокая точность, обусловленная наличием в схеме устройства аналогового интегратора, выполненного на операционном усилителе и конденсаторе, а также узкие функциональные возможности.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является счетчик ресурса силового трансформатора [2], содержащий датчик тока, аналого-цифровой преобразователь, квадратор, экспоненциальный преобразователь, функциональный преобразователь, накапливающий сумматор, блок деления, индикатор, перепрограммируемое запоминающее устройство, приемопередатчик, компьютер, генератор прямоугольных импульсов, таймер, таймер-часы, первый и второй счетчики, первый и второй одновибраторы.

Недостатками прототипа являются невысокая точность, обусловленная не учетом зависимости активного сопротивления обмоток трансформатора от температуры нагрева (погрешность определения температуры обмоток трансформатора по этой причине может достигать 40% [3]), а также не учетом влияния изменений температуры окружающей среды.

Техническая задача, решаемая изобретением, - повышение точности за счет учета зависимости активного сопротивления обмоток трансформатора от температуры нагрева, а также учета влияния изменений температуры окружающей среды.

Указанная техническая задача (в первом варианте реализации счетчика) решается благодаря тому, что в счетчик ресурса силового трансформатора, содержащий аналого-цифровой преобразователь, квадратор, компьютер, первый приемопередатчик, функциональный преобразователь, цифровой индикатор, постоянное запоминающее устройство, генератор прямоугольных импульсов, первый накапливающий сумматор, датчик тока, выход которого через аналого-цифровой преобразователь соединен с входом квадратора, выход первого приемопередатчика соединен с входом компьютера, дополнительно введены первый и второй блоки вычитания, первый регистр, первый и второй цифровые сумматоры, второй накапливающий сумматор, многоканальный коммутатор, датчики температуры окружающей среды и температуры наиболее нагретой точки обмотки трансформатора, микроконтроллер, второй приемопередатчик, первый-пятый блоки умножения, первый-пятый блоки задания кодов, выход первого из которых соединен с первым входом первого цифрового сумматора, второй вход которого подключен к выходу второго блока умножения, а выход соединен со вторым входом первого блока умножения, первый вход которого подключен к выходу квадратора, а выход соединен с первым входом третьего блока умножения, второй вход которого подключен к выходу четвертого блока задания кода, а выход соединен с первым входом второго цифрового сумматора, второй вход которого подключен к выходу пятого блока умножения, а выход соединен с входом уменьшаемого первого блока вычитания, вход вычитаемого которого подключен к выходу четвертого блока умножения, а выход соединен с информационным входом первого накапливающего сумматора, выход которого соединен с объединенными первым информационным входом многоканального коммутатора, входом уменьшаемого второго блока вычитания и вторым входом четвертого блока умножения, первый вход которого подключен к выходу пятого блока задания кода, соединенному со вторым входом пятого блока умножения, первый вход которого подключен к выходу датчика температуры окружающей среды, выход третьего блока задания кода соединен с входом вычитаемого второго блока вычитания, выход которого соединен со вторым входом второго блока умножения, первый вход которого подключен к выходу второго блока задания кода, выход датчика температуры наиболее нагретой точки обмотки трансформатора соединен со вторым информационным входом многоканального коммутатора, выход которого соединен с информационным входом функционального преобразователя, выход которого соединен с объединенными информационными входами второго накапливающего сумматора и первого регистра, информационный выход которого соединен с информационным входом цифрового индикатора, выход второго накапливающего сумматора соединен с входом порта А микроконтроллера, выход порта В которого через второй приемопередатчик соединен с входом постоянного запоминающего устройства, выход порта С микроконтроллера через первый приемопередатчик соединен с входом компьютера, выход генератора прямоугольных импульсов соединен с тактовым входом микроконтроллера, разряды управляющего порта D которого соединены первый - с входом запуска аналого-цифрового преобразователя, второй - с управляющим входом многоканального коммутатора, третий - с объединенными управляющими входами записи первого регистра и второго накапливающего сумматора, четвертый - с входом вектора прерываний микроконтроллера, пятый - с входом установки нуля второго накапливающего сумматора, шестой - с управляющим входом записи первого накапливающего сумматора, седьмой - с входом установки нуля первого накапливающего сумматора.

Указанная техническая задача (во втором варианте реализации счетчика) решается благодаря тому, что в счетчик ресурса силового трансформатора, содержащий компьютер, цифровой индикатор, датчик тока, постоянное запоминающее устройство, генератор прямоугольных импульсов, первый приемопередатчик, выход которого соединен с входом компьютера, дополнительно введены второй приемопередатчик, датчики температуры окружающей среды и температуры наиболее нагретой точки обмотки трансформатора, микроконтроллер, регистр, информационный выход которого соединен с информационным входом цифрового индикатора, а информационный и управляющий входы подключены соответственно к выходам портов D и E микроконтроллера, выход порта F которого через второй приемопередатчик соединен с входом постоянного запоминающего устройства, выход порта G микроконтроллера соединен с входом первого приемопередатчика, выход генератора прямоугольных импульсов соединен с тактовым входом микроконтроллера, входы портов A, B и C которого подключены соответственно к выходам датчиков тока, температуры окружающей среды и температуры наиболее нагретой точки обмотки трансформатора.

Первый и второй накапливающие сумматоры идентичны, в частности, второй накапливающий сумматор содержит третий цифровой сумматор, второй и третий регистры, одновибратор, выход которого соединен с входом управления записью третьего регистра, а инверсный вход объединен с входом управления записью второго регистра и подключен к управляющему входу записи второго накапливающего сумматора, информационный вход которого соединен с первым входом третьего цифрового сумматора, выход которого через второй регистр соединен с информационным входом третьего регистра, информационный выход которого соединен с объединенными вторым входом третьего цифрового сумматора и выходом второго накапливающего сумматора, вход установки нуля которого соединен с входом установки нуля третьего регистра.

Существенными отличиями предлагаемого счетчика являются введение дополнительных элементов в различных вариантах его реализации:

1) датчиков температуры окружающей среды и температуры наиболее нагретой точки обмотки трансформатора, микроконтроллера, второго приемопередатчика, первого регистра, первого - пятого блоков умножения, первого и второго блоков вычитания, первого и второго цифровых сумматоров, второго накапливающего сумматора, первого - пятого блоков задания кодов, многоканального коммутатора;

2) микроконтроллера, второго приемопередатчика, регистра, датчиков температуры окружающей среды и температуры наиболее нагретой точки обмотки трансформатора.

К существенным отличиям предлагаемого счетчика также относятся организация его новой структуры и введение новых связей между элементами. Совокупность элементов и связей между ними обеспечивают достижение положительного эффекта - повышения точности за счет учета зависимости активного сопротивления обмоток трансформатора от температуры нагрева, а также учета изменений температуры окружающей среды.

Схемы первого и второго вариантов реализации счетчика представлены соответственно на фиг.1 и фиг.2; на фиг.3 приведена схема накапливающего сумматора.

Схема первого варианта реализации счетчика (фиг.1) содержит датчик 1 тока (ДТ), аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2, квадратор 3, первый 4, второй 5, третий 6, четвертый 7 и пятый 8 блоки умножения (БУ), первый 9 и второй 10 накапливающие сумматоры (НС), функциональный преобразователь (ФП) 11, первый регистр 12, цифровой индикатор (ЦИ) 13, генератор 14 прямоугольных импульсов (ГПИ), микроконтроллер (МК) 15, первый 16 и второй 17 приемопередатчики, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 18, компьютер 19, первый 20 и второй 21 цифровые сумматоры (ЦС), первый 22 и второй 23 блоки вычитания (БВ), первый 24, второй 25, третий 26, четвертый 27 и пятый 28 блоки задания кодов (БЗК), датчики температуры окружающей среды (ДТОС) 29 и наиболее нагретой точки обмотки трансформатора (ДТОТ) 30, многоканальный коммутатор 31. Выход датчика 1 тока через последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь 2 и квадратор 3 соединен с первым входом первого блока 4 умножения, выход которого соединен с первым входом третьего блока 6 умножения, второй вход которого подключен к выходу четвертого блока 27 задания кода, а выход соединен с первым входом второго цифрового сумматора 21, второй вход которого подключен к выходу пятого блока 8 умножения, а выход соединен с входом уменьшаемого первого блока 22 вычитания, вход вычитаемого которого подключен к выходу четвертого блока 7 умножения, а выход соединен с информационным входом первого накапливающего сумматора 9, выход которого соединен с объединенными входом уменьшаемого второго блока 23 вычитания, первым информационным входом многоканального коммутатора 31 и вторым входом четвертого блока 7 умножения, первый вход которого подключен к выходу пятого блока 28 задания кода, соединенному с вторым входом пятого блока 8 умножения, первый вход которого подключен к выходу датчика 29 температуры окружающей среды, выход третьего блока 26 задания кода соединен с входом вычитаемого второго блока 23 вычитания, выход которого соединен с вторым входом второго блока 5 умножения, первый вход которого подключен к выходу второго блока 25 задания кода, а выход соединен со вторым входом первого цифрового сумматора 20, первый вход которого подключен к выходу первого блока 24 задания кода, а выход соединен со вторым входом первого блока 4 умножения, выход датчика температуры наиболее нагретой точки обмотки трансформатора 30 соединен со вторым информационным входом многоканального коммутатора 31, выход которого соединен со входом функционального преобразователя 11, выход которого соединен с объединенными информационными входами второго накапливающего сумматора 10 и первого регистра 12, информационный выход которого соединен с информационным входом цифрового индикатора 13, выход второго накапливающего сумматора 10 соединен с входом порта A микроконтроллера 15, тактовый вход которого подключен к выходу генератора 14 прямоугольных импульсов, а выходы портов B и C соединены соответственно через второй 17 и первый 16 приемопередатчики с входами постоянного запоминающего устройства 18 и компьютера 19, разряды управляющего порта D микроконтроллера 15 соединены первый - с входом запуска аналого-цифрового преобразователя 2, второй - с управляющим входом многоканального коммутатора, третий - с объединенными управляющими входами записи первого регистра 12 и второго накапливающего сумматора 10, четвертый - с входом вектора прерываний микроконтроллера 15, пятый - с входом установки нуля второго накапливающего сумматора 10, шестой - с управляющим входом записи первого накапливающего сумматора 9, седьмой - с входом установки нуля первого накапливающего сумматора 9.

Схема второго варианта реализации счетчика (фиг.2) содержит датчик 32 тока (ДТ), микроконтроллер (МК) 33, регистр 34, цифровой индикатор (ЦИ) 35, датчики температуры окружающей среды (ДТОС) 36 и наиболее нагретой точки обмотки трансформатора (ДТОТ) 37, генератор 38 прямоугольных импульсов (ГПИ), первый 39 и второй 40 приемопередатчики, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 41, компьютер 42. Выход датчика 32 тока соединен с входом порта A микроконтроллера 33, входы портов B и C которого подключены соответственно к выходам датчиков температуры окружающей среды 36 и наиболее нагретой точки обмотки трансформатора 37, а тактовый вход подключен к выходу генератора 38 прямоугольных импульсов, выходы портов микроконтроллера 33 соединены соответственно D - с информационным входом регистра 34, E - с управляющим входом регистра 34, F - через второй приемопередатчик 40 с входом постоянного запоминающего устройства 35, G - через первый приемопередатчик 39 с входом компьютера 42, информационный выход регистра 34 соединен с информационным входом цифрового индикатора 35.

Накапливающий сумматор 10 (фиг.3) содержит третий цифровой сумматор 43, второй 44 и третий 45 регистры и одновибратор 46, выход которого соединен с входом управления записью третьего регистра 45, а инверсный вход объединен с входом управления записью второго регистра 44 и подключен к управляющему входу записи накапливающего сумматора 10, информационный вход которого соединен с первым входом третьего цифрового сумматора 43, выход которого через второй регистр 44 соединен с информационным входом третьего регистра 45, информационный выход которого соединен с объединенными вторым входом третьего цифрового сумматора 43 и выходом накапливающего сумматора 10, вход установки нуля которого соединен с входом установки нуля третьего регистра 45.

Первый вариант счетчика (фиг.1) работает следующим образом.

В первом варианте применения счетчика (при установленном на обмотке датчике ДТОТ 30) датчиком 30 измеряется температура обмотки трансформатора Θ.

К управляющему входу многоканального коммутатора 31 в этом случае приложено нулевое напряжение с выхода второго разряда управляющего порта D МК 15, код температуры наиболее нагретой точки обмотки трансформатора Θ с выхода ДТОТ 30 через коммутатор 31 поступает на вход ФП11.

В этом режиме обработка информации осуществляется только элементами 10-19, 30, 31, верхняя часть схемы счетчика (фиг.1) в работе не участвует.

Выходной код функционального преобразователя 11 равен относительной скорости износа изоляции V, определяемой в функции аргумента (температуры обмотки трансформатора Θ) по формуле [4, 5]

V = e μ [ Θ ( t ) Θ н о м ] , ( 1 )

где µ=0,116 - коэффициент, характеризующий интенсивность старения изоляции;

Θ - температура нагрева обмотки;

Θном - номинальная длительно допустимая температура изоляции.

Для большинства трансформаторов Θном=98°C; для трансформаторов с термически высококачественной изоляцией Θном=110°C.

Наиболее простой реализацией функционального преобразователя 11 является постоянное запоминающее устройство, в ячейках которого размещаются заранее рассчитанные по формуле (1) значения относительной скорости износа изоляции V.

Износ (использованный ресурс срока службы) Тир изоляции за интервал времени T, в соответствии с рекомендациями ГОСТ 14209-97 [4], может быть определен по формуле

T u p = 0 T V d t ; ( 2 )

Учитывая, что при большой постоянной времени нагрева масла τ (от 1,5 до 3,5 час [4, 5]) за короткий интервал ΔT (например, 1 мин) температура обмотки Θ изменяется мало, подынтегральное выражение в формуле (2) с малой погрешностью может быть заменено на произведение ΔТир=VΔT, а интеграл заменен на сумму

S = i = 1 N V i , ( 3 )

где S - содержимое НС 10 в конце интервала Т;

N - число выборок за время T; например, N=60 при ежеминутных выборках за время Т=1 час.

Управление работой счетчика осуществляется управляющим портом D МК 15 следующим образом.

Через одинаковые интервалы времени ΔT=1 мин импульсом с выхода третьего разряда порта D в первый регистр 12 с выхода ФП 11 записывается значение относительной скорости износа изоляции V, которое в дальнейшем отображается на цифровом индикаторе 13, непрерывно обновляясь каждую минуту.

Этим же управляющим импульсом выполняется запись в регистр 44 второго НС 10 (фиг.3) суммы кода относительной скорости износа изоляции V с выхода ФП 11 с содержимым регистра 45 (накопленным за предыдущее время измерения). Импульс с выхода третьего разряда порта D также запускает одновибратор 46, а импульсом с выхода последнего в регистр 45 заносится накопленная сумма выборок, пропорциональная износу Тир изоляции за интервал времени T.

Импульсом с выхода четвертого разряда порта D МК 15 (который появляется 1 раз в час и воздействует на вход вектора прерываний МК 15) в МК запускается программный блок, который размещает в очередных ячейках ПЗУ 18: дату; час; значение износа Тир изоляции за интервал времени Т1 час за этот час (код которого приложен к входу порта А МК 15). Операции размещения и считывания информации в ПЗУ 18 выполняются первым приемопередатчиком 16.

Импульсом с выхода пятого разряда порта D МК 15 содержимое регистра 45 (фиг.3) обнуляется - таким образом он подготавливается для определения значения износа Тир 1 час за следующий час и т.д.

Во втором варианте применения счетчика (при отсутствии доступа к наиболее нагретой точке обмотки трансформатора) в ГОСТ 14209-97 [4] рекомендуется использовать математические модели для оценки возможных последствий различных режимов нагрузки при различных температурах охлаждающей среды. Эти модели включают методики расчета допустимой температуры в трансформаторе, в частности, температуры наиболее нагретой точки обмотки.

В этом режиме датчиком 29 измеряется температура окружающей среды Θокр, а температура обмотки Θ может быть определена из дифференциального уравнения нагрева по следующей формуле [6]

τ d Θ d t + Θ = K R Θ н о м [ I ( t ) I н о м ] 2 + Θ о к р , ( 4 )

где K R ( Θ ) = 1 1 + α ( Θ н о м Θ 0 ) [ 1 + α ( Θ Θ 0 ) ] - коэффициент изменения сопротивления обмоток трансформатора в функции от температуры;

α - температурный коэффициент сопротивления обмоток; имеет значение для меди αм=0,0041°С-1, алюминия αа=0,0044°C-1;

Θном - номинальная длительно допустимая температура наиболее нагретой точки обмотки трансформатора;

Θ0=20°C - температура окружающей среды, принимаемая при определении номинальных параметров трансформатора по [4];

Iном - номинальный ток трансформатора;

l(f) - ток нагрузки.

Разрешим уравнение (4) относительно производной температуры Θ, а также сделаем замену K R ( Θ ) = 1 1 + α ( Θ н о м Θ 0 ) [ 1 + α ( Θ Θ 0 ) ]

d Θ d t = Θ н о м τ [ 1 + α ( Θ н о м Θ 0 ) ] [ 1 + α ( Θ Θ 0 ) ] [ I ( t ) I н о м ] 2 + 1 τ Θ о к р 1 τ Θ . ( 5 )

Значение тока нагрузки I(t) определяется с помощью датчика тока ДТ 1 (трансформатора тока и преобразователя тока в напряжение или шунта). После прохождения через АЦП 2 и квадратор 3 на первый вход БУ 4 подается код I(t)2.

Для решения уравнения (5) в счетчике используются первый - пятый блоки задания кодов 24-28, значения которых приведены в таблице.

Значения кодов БЗК 24-28
Номера БЗК 24 25 26 27 28
Значения кодов 1 α Θ0=20° Θ н о м τ [ 1 + α ( Θ н о м Θ 0 ) ] I н о м 2 1 τ

С выхода БЗК 26 на вход вычитаемого БВ 23 поступает код температуры окружающей среды Θ0=20°C; к входу уменьшаемого БВ 23 приложен код температуры обмотки Θ с выхода НС 9. На выходе БВ 23 появляется разность этих двух кодов: Θ-Θ0.

На выходе БУ 5 появляется произведение кодов Θ-Θ0 и коэффициента α, приложенного с выхода БЗК 25: α(Θ-Θ0).

Выходной код БУ 5 α(Θ-Θ0) суммируется с помощью ЦС 20 с кодом «1», приложенным с выхода БЗК 24. На выходе ЦС 20 появляется сумма 1+α(Θ-Θ0).

На выходе БУ 4 появляется произведение I(t)2(1+α(Θ-Θ0)).

Выходной код БУ 4 с помощью БУ 6 умножается на код с выхода БЗК 27. На выходе БУ 6 появляется произведение

I ( t ) 2 [ 1 + α ( Θ Θ 0 ) ] Θ н о м τ [ 1 + α ( Θ н о м Θ 0 ) ] I н о м 2 ,

представляющее собой первый член правой части уравнения (5).

Соответственно, на входы БУ 8 поступают сомножители 1 τ (с выхода БЗК 28) и Θокр (с выхода ДТОС 29), а на выходе БУ 8 появляется произведение 1 τ Θ о к р , представляющее собой второй член правой части уравнения (5).

На входы БУ 7 поступают сомножители 1 τ (с выхода БЗК 28) и Θ (с выхода НС 9) - на выходе БУ 7 появляется произведение 1 τ Θ , представляющее собой модуль третьего члена правой части уравнения (5).

На выходе сумматора 21 появляется сумма

Θ н о м τ [ 1 + α ( Θ н о м Θ 0 ) ] I н о м 2 [ 1 + α ( Θ Θ 0 ) ] I ( t ) 2 + 1 τ Θ о к р ,

поступающая на вход уменьшаемого БВ 22, к входу вычитаемого которого с выхода БУ 7 приложен код 1 τ Θ .

В результате на выходе БВ 22 формируется правая часть уравнения (5).

Первый НС 9, фактически являющийся цифровым интегратором, понижает на единицу порядок левой части уравнения (5) - на выходе НС 9 появляется код температуры обмотки Θ. Накопление информации в НС 9 осуществляется путем последовательного воздействия при каждой выборке управляющих сигналов с выходов первого и шестого разрядов управляющего порта D МК 15 на вход запуска АЦП 2 и управляющий вход записи НС 9.

Код температуры наиболее нагретой точки обмотки трансформатора Θ с выхода НС 9 через коммутатор 31 (к управляющему входу которого в этом случае приложено единичное напряжение с выхода второго разряда управляющего порта D МК 15) поступает на вход функционального преобразователя 11 и т.д. Далее обработка информации осуществляется элементами 10-19, 31, как описано выше в первом варианте применения счетчика (при установленном на обмотке датчике ДТОТ 30).

Второй вариант счетчика (фиг.2) работает следующим образом.

Выходное напряжение ДТ 32, пропорциональное току нагрузки I(f), поступает на вход порта А МК 33, который соединен с входом встроенного в МК 33 АЦП. Дальнейшая обработка тока I, а также других производных величин (Θ, V, Тир, L и др.) выполняется в МК 33 программными средствами.

В первом варианте применения счетчика (при наличии доступа к обмотке) датчиком 37 измеряется температура обмотки Θ. В АЦП МК 33 входная аналоговая величина преобразуется в код тока I. Далее в МК 33 вычисляются: 1) квадрат тока I2; 2) относительная скорость износа изоляции V, значение которой ежеминутно записывается в регистр 34 и непрерывно отображается на индикаторе 35; 3) значения усредненного за 1 час износа (использованного ресурса срока службы) Тир изоляции, которые ежечасно через приемопередатчик 39 МК 33 размещает в очередных ячейках ПЗУ 41 (дату, час, значение Тир1 час за этот час).

Во втором варианте применения второго варианта счетчика (при отсутствии доступа к обмотке) датчиком 36 измеряется температура окружающей среды Θокр, а температура обмотки Θ рассчитывается в МК 33 по формуле (5) описанным выше алгоритмом. В остальном порядок вычислений в МК 33 тот же, что и в первом варианте применения счетчика.

Перед началом измерений в памяти МК 33 размещаются константы, значения которых аналогичны содержимому БЗК 24-28 (см. таблицу).

Компьютер 42 и приемопередатчик 39 (как и в первом варианте счетчика) используются с целью управления счетчиком: 1) введения в МК 33 необходимой информации из таблицы; 2) считывания накопленных данных из ПЗУ 42 для их распечатки или наблюдения на мониторе компьютера.

Преимуществами предлагаемой группы изобретений по сравнению с известными аналогами является их более высокая точность. Схемы вариантов счетчика ориентированы на применение современной микроэлектронной основы - опытный образец счетчика изготовлен на базе АVR-микроконтроллера Atmega8.

Источники информации

1. Авторское свидетельство 2041496 СССР, МПК G06F 17/18, 1991.

2. Патент 2380715 РФ, МПК G01R 19/02, G01R 11/00, 2008 (прототип).

3. Осипов Д.С. Учет нагрева токоведущих частей в расчетах потерь мощности и электроэнергии при несинусоидальных режимах систем электроснабжения: Автореф. дис.… канд. техн. наук. - Омск, 2005.

4. ГОСТ 14209-97 (МЭК 354-91. LOADING GUIDE FOR OIL-IMMERSED POWER TRANSFORMERS). Руководство по нагрузке силовых масляных трансформаторов. - Минск: Межгосуд. Совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 2001.

5. Никитин Ю.М., Тер-Оганов Э.В. Определение вероятностных характеристик случайного процесса относительного износа изоляции трансформаторов // Электричество. - 1973. - №9. - С.62-67.

6. Брагин С.М. Электрический и тепловой расчет кабеля. - М. - Л.: Госэнергоиздат, 1960. - 328 с.

1. Счетчик ресурса трансформатора, содержащий аналого-цифровой преобразователь, квадратор, функциональный преобразователь, компьютер, первый приемопередатчик, цифровой индикатор, постоянное запоминающее устройство, генератор прямоугольных импульсов, первый накапливающий сумматор, датчик тока, выход которого через аналого-цифровой преобразователь соединен со входом квадратора, выход первого приемопередатчика соединен со входом компьютера, отличающийся тем, что в него дополнительно введены первый и второй блоки вычитания, первый регистр, первый и второй цифровые сумматоры, второй накапливающий сумматор, многоканальный коммутатор, датчики температуры окружающей среды и температуры наиболее нагретой точки обмотки трансформатора, микроконтроллер, второй приемопередатчик, первый - пятый блоки умножения, первый - пятый блоки задания кодов, выход первого из которых соединен с первым входом первого цифрового сумматора, второй вход которого подключен к выходу второго блока умножения, а выход соединен со вторым входом первого блока умножения, первый вход которого подключен к выходу квадратора, а выход соединен с первым входом третьего блока умножения, второй вход которого подключен к выходу четвертого блока задания кода, а выход соединен с первым входом второго цифрового сумматора, второй вход которого подключен к выходу пятого блока умножения, а выход соединен с входом уменьшаемого первого блока вычитания, вход вычитаемого которого подключен к выходу четвертого блока умножения, а выход соединен с информационным входом первого накапливающего сумматора, выход которого соединен с объединенными первым информационным входом многоканального коммутатора, входом уменьшаемого второго блока вычитания и вторым входом четвертого блока умножения, первый вход которого подключен к выходу пятого блока задания кода, соединенному с вторым входом пятого блока умножения, первый вход которого подключен к выходу датчика температуры окружающей среды, выход третьего блока задания кода соединен с входом вычитаемого второго блока вычитания, выход которого соединен с вторым входом второго блока умножения, первый вход которого подключен к выходу второго блока задания кода, выход датчика температуры наиболее нагретой точки обмотки трансформатора соединен со вторым информационным входом многоканального коммутатора, выход которого соединен с информационным входом функционального преобразователя, выход которого соединен с объединенными информационными входами второго накапливающего сумматора и первого регистра, информационный выход которого соединен с информационным входом цифрового индикатора, выход второго накапливающего сумматора соединен с входом порта А микроконтроллера, выход порта В которого через второй приемопередатчик соединен с входом постоянного запоминающего устройства, выход порта С микроконтроллера через первый приемопередатчик соединен с входом компьютера, выход генератора прямоугольных импульсов соединен с тактовым входом микроконтроллера, разряды управляющего порта D которого соединены первый - с входом запуска аналого-цифрового преобразователя, второй - с управляющим входом многоканального коммутатора, третий - с объединенными управляющими входами записи первого регистра и второго накапливающего сумматора, четвертый - с входом вектора прерываний микроконтроллера, пятый - с входом установки нуля второго накапливающего сумматора, шестой - с управляющим входом записи первого накапливающего сумматора, седьмой - с входом установки нуля первого накапливающего сумматора.

2. Счетчик по п.1, отличающийся тем, что первый и второй накапливающие сумматоры идентичны, в частности, второй накапливающий сумматор содержит третий цифровой сумматор, второй и третий регистры и одновибратор, выход которого соединен с входом управления записью третьего регистра, а инверсный вход объединен с входом управления записью второго регистра и подключен к управляющему входу второго накапливающего сумматора, информационный вход которого соединен с первым входом третьего цифрового сумматора, выход которого через второй регистр соединен с информационным входом третьего регистра, информационный выход которого соединен с объединенными вторым входом третьего цифрового сумматора и выходом второго накапливающего сумматора, вход установки нуля которого соединен с входом установки нуля третьего регистра.

3. Счетчик ресурса трансформатора, содержащий датчик тока, компьютер, цифровой индикатор, постоянное запоминающее устройство, генератор прямоугольных импульсов, первый приемопередатчик, выход которого соединен со входом компьютера, отличающийся тем, что в него дополнительно введены второй приемопередатчик, датчики температуры окружающей среды и температуры наиболее нагретой точки обмотки трансформатора, микроконтроллер, регистр, информационный выход которого соединен с информационным входом цифрового индикатора, а информационный и управляющий входы подключены соответственно к выходам портов D и Е микроконтроллера, выход порта F которого через второй приемопередатчик соединен с входом постоянного запоминающего устройства, выход порта G микроконтроллера соединен с входом первого приемопередатчика, выход генератора прямоугольных импульсов соединен с тактовым входом микроконтроллера, входы портов А, В и С которого подключены соответственно к выходам датчиков тока температуры окружающей среды и температуры наиболее нагретой точки обмотки трансформатора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения действующего значения напряжения в электрических сетях переменного тока. .

Изобретение относится к области электрорадиоизмерений. .

Изобретение относится к электронике. .

Изобретение относится к электрорадиоизмерениям, а именно к измерениям постоянной составляющей гармонического сигнала. .

Изобретение относится к области электрических измерений, в частности к измерению больших постоянных токов пакета шин. .

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к измерениям действующего значения переменного напряжения по результатам оценки выборок такого напряжения.

Изобретение относится к измерительной технике. Устройство содержит первый измерительный резистор (1), подсоединенный между входом (2) измерения напряжения и общей точкой (5), и второй измерительный резистор (3), подсоединенный между общей точкой (5) и базовым электрическим заземлением (4). Измерительный выход (6) соединен с общей точкой (5). Кожух (7) внешнего экранирования (7) окружает первый и второй измерительные резисторы и соединен с базовым электрическим заземлением (4). Внутренний емкостный электрод (9), окружающий первый и второй измерительные резисторы, расположен в кожухе (7) внешнего экранирования. При этом устройство дополнительно содержит схему (10) компенсации сдвига фаз, подсоединенную между внутренним емкостным электродом (9) и общей точкой (5). Технический результат заключается в уменьшении сдвига фаз и расширении полосы пропускания. 8 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области электрорадиоизмерений и может быть использовано при построении цифровых измерителей среднеквадратического значения синусоидальных сигналов. Технический результат, достигаемый при использовании настоящей группы изобретений, заключается в обеспечении возможности реализации относительно простых цифровых устройств. Особенностью способа и его вариантов является определение необходимого параметра синусоидального напряжения путем измерения только его мгновенного значения, выбранного строго в определенный момент времени, который зависит как от частоты исследуемого напряжения, так и от измеряемого параметра. В состав измерителя входят аналоговый компаратор, аналого-цифровой преобразователь, формирователь временных интервалов и блок усреднения. 6 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области электрорадиоизмерений и может быть использовано при построении цифровых измерителей среднеквадратических значений синусоидальных сигналов. Технический результат, достигаемый при использовании настоящей группы изобретений, заключается в обеспечении возможности реализации относительно простых цифровых устройств с широким диапазоном измеряемых значений. Особенностью способа и его вариантов является определение необходимого параметра синусоидального напряжения путем измерения только его мгновенного значения, выбранного строго в определенный момент времени, который зависит как от частоты исследуемого напряжения, так и от измеряемого параметра. Например, в моменты времени и , когда модуль мгновенного значения синусоидального сигнала будет равен его среднеквадратическому значению URMS. Основными функциональными блоками устройства, реализующего способ, являются формирователь импульсов, измеритель периода, формирователь временных интервалов, компаратор двоичных кодов, аналого-цифровой преобразователь и блок усреднения. 10 н.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх