Статистический анализатор величины и длительности колебаний напряжения

 

Союз Советскик

Соцналистическик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27. 09. 79 (21) 2822635/18-24 с присоединением заявки Ж— (23) ПриоритетОпублнковано 15,04,82. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 15. 04. 82 (51) М. Кл.

5 06 F 15/36

1Ъсударстееикый каиктет но делен кзабретеиий к открытий (53) Уд К 681. 3 (088,8) (72) Автор изобретения

B. Ф.Ермаков

I т

Новочеркасский ордена Трудового Красного Знаяенн политехнический институт им. Серго Орджоникидзе (71) Заявитель (54) СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР ВЕХ1ИЧИНЫ

И ДЛИТЕЛЬНОСТИ KO ЕБАНИЙ НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к информационно-измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в электроэнергетике для получения двумерной функции распределения величины и длительности колебаний напряжения промышленной электрической сети.

Известен статистический анализатор колебаний напряжения типа АКОН П, содержащий входной контур, блок выде-. ления колебаний напряжения (например, L2i ),дифференциатор, двусторонний пороговый элемент, амплитудный селектор (например, (3 ), регистрирующие счетчики импульсов, схему, временной задержки.

Недостатком известного анализато-. ра является возможность получения с его помощью только одномерного статического распределения величины колебаний напряжения в функции от часто ты

Наиболее близким техническим реше" нием к предложенному является статистический анализатор колебаний напряжения, содержащий входной контур, блок выделения колебаний напряжения, амплитудный селектор, дифференциатор, двусторонний пороговый элемент, генератор прямоугольных импульсов, элементы И, многоканальньп распределитель уровней, триггерные счетчики импульсов 41 .

Недостатком такого статистического анализатора является сложность и низкая надежность его схемы, обусловленная большим числом межэлемент т5 ных связей в блоке памяти анализатора.

Цель изобретения — повьппение надежности анализатора.

Поставленная цель достигается

2О тем, что в статистический анализатор величины и длительности колебаний напряжения, содержащий двоично-десятичный счетчик, распределитель

3 920741 уровней, фильтр, вход которого объединен с входом первого генератора прямоугольных импульсов и является входом анализатора, выход фильтра через блок выделения колебаний напряжения соединен с входом амплитудного селектора, а через блок дифференцирования — с входом двустороннего порогового элемента, прямой выход которого подключен к 10 управляющему входу блока выделения колебаний напряжения и к управляющему входу первого элемента И, информационный вход которого соединен с выходом первого генератора прямо- 15 угольных импульсов, выход первого элемента И. подключен к счетному входу двоичного счетчика, введены шифратор, оперативное запоминающее устройство, триггер, второй генератор прямоугольных импульсов, второй элемент И, первый вход которого соединен с выходом второго генератора прямоугольных импульсов, а выход соединен с тактовым входом распределителя уровней, вход установки нуля которого подключен к инверсному выходу триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, вход установки Зо единицы триггера подключен к инверсному выходу двустороннего порогового элемента, при этом выходы амплитудного селектора через дешифратор соединены с первой группой адресных

35 входов оперативного запоминающего устройства, вторая группа адресных входов которого подключена соответственно к выходам двоичного счетчика, выходы оперативного запоминающего устройства соединены с информационными входами двоична-десятичного счетчика, выходы которого подключены соответственно к информационным входам оперативного запоминающего устройства, выходы распределителя уровней с второго по шестой соединены соответственно с входам записи и тактовым входом двоичнодесятичного счетчика, с входом записи

Я оперативного запоминающего устройства, с входами установки нуля амплитудного селектора и двоичного счетчика и с входом установки нуля тригряжения; число десятичных разрядов максимальной выборки колебаний напряжения, которая может быть накоплена в каждом канале блока памяти.

Для изображенного на фиг. 1 в качестве примера анализатора 1=8, К=8, m=, 5, Накопление информации в процессе анализа случайного процесса колебаний напряжения осуществляется с помощью счетчика 13, а ее хранение — в ячейках ОЗУ 12. Для записи и хранения в ОЗУ 12 m-разрядное десятичное число представляется в виде слова емкостью mx4 бит в коде 1-2-4-8 причем номер декады записанного в

ОЗУ слова соответствует номеру десятичного разряда числа, а значение декады — десятичной цифре этого разряда.

Анализатор работает следующим образом.

Выпрямленное и сглаженное фильтром 1 (входным контуром) напряжение сети поступает на вход блока 3 дифференцирования и блока 2. Блок 2 выделяет колебания напряжения сети, lIpHHHBKDM KoToðûõ является повьппение производной исследуемого напряжения значения 17. с. Такого значения гера.

На фиг. 1 представлена структурная схема анализатора; на фиг. 2 графики напряжений на элементах схемы. анализатор содержит фильтр (входной контур), блок 2 вьдвления колебаний напряжения (БВКН), блок 3 дифференцирования, двусторонний пороговый элемент 4, амплитудный селектор 5, генераторы б,и 7 прямоугольных импульсов с частотами соответст5 венно 10 и 10 Гц, элементы И 8 и

9, шифратор 10 из одноразрядного нормального кода в двоичный двоичный счетчик 11, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 12, двоична-десятичный счетчик !3 с возможностью предварительной записи информации, триггер 14 типа S-R, распределитель

15 уровней.

Блок памяти анализатора выполнен на ОЗУ 12 и двоичнодесятичном счетчике 13.

Емкость ОЗУ 12 равна

Е=ГКm4 где 1 — число уровней квантования величины колебаний напряжения;

К - число уровней квантования длительности колебаний нап5 9207 производная u „ достигает в момент

4 . времени t (фиг. 2). При этом на выходе блока 2 начинает выделяться им пульс колебания напряжения (фиг. 2б), и элемент И 8, к первому входу которого прикладывается единичное напряжение сработавшего порогового элемента 4, начинает пропускать на вход счетчика 11 имупльсы генератора 6 (фиг. 2в), Растущее на выходе 10 блока 2 (БВКН) напряжение поступает на вход амплитудного селектора

5 и приводит к последовательному срабатыванию его каналов, причем появляющееся на выходе селектора 5 чис- 15 ло в одноразрядном коде преобразуется шифратором 10 в число в двоичном коде.

В момент времени и (время окончания колебания напряжения) в сработав- 2О шем состоянии находятся четыре канала амплитудного селектора 5, и на его выходе формируется число 0001111 (в одноразрядном коде). Шифратором

:10 оно преобразуется в число в двоич 25

1ном коде — 100. Таким образом формируются три младших разряда адреса,хранящегося в ОЗУ 12 m-разрядного слова.

Три старших разряда адреса формируются счетчикам ll. За время колебания напряжения, т.е. на участке t< — tz, íà его вход поступает пять импульсов генератора 6 ° В результате на выходах счетчика ll появляется число 101.

При появлении следующего колебания напряжения осуществлйетсй айалогичная операция.

После накопления достаточного обьема информации по содержимому ОЗУ 12 строится двумерная функций распреде ления величины и длительности ко" лебаний напряжения. Максимальное количество разрядов этой функции равно максимальному числу 4-разрядных

Следовательно, в момент времени

t на входах ОЗУ 12 оказывается сформированным адрес 101100. В этот же момент производная и становится менее 1% с, пороговый элемент

4 отпускает, на его инверсном выходе появляется напряжение, которое переводит триггер 14 в единичное состоя ,ние. Выходное напряжение триггера

14 прикладывается ко входу элемента

И 9, в результате чего последний начинает пропускать импульсы с выхода генератора 7 на вход распределителя 15.

Очередной импульс генератора 7 переводит распределитель 15 уровней в состояние 01, появляющееся при этом не его втором выходе напряжение поБ дает команду на запись в счетчик 13 числа, накопленного в результате предыдущего анализа в канале устройства с адресом 101LOO и поданного с

41 6 выходов ОЗУ на информационные входы счетчика 13.

При поступлении следующего импульса напряжения генератора 7 на вход распределителя 15 на третьем выходе последнего, связанном с тактовым . входом счетчика 13, появляется импульс, увеличивающий содержимое счетчика 13 на единицу.

Следующий импульс генератора 7 приводит к исчезновению напряжения на третьем выходе распределителя 15. и появлечию единичного им-. пульса на его четвертом выходе. Этот импульс подает команду на запись в

ОЗУ 12 цо тому же адресу 101100 числа, содержащегося в счетчике 13, Появление единичного импульса напряжения на пятом выходе распределителя 15 приводит к установке в нулевое состояние амплитудного селектора

5 и счетчика 11 °

Появляющийся затем на шестом выходе распределителя 15 уровней им-ч пульс переводит в нулевое состояние триггер 14, в результате чего элемент. И 9 закрывается и не про пускает импульсы генератора 7, а распределитель 15 устанавливается в нулевое состояние (единичное напряжение появляется на его первом выхо де, который остается свободным). В таком состоянии распределитель 15 ос», тается до момента окончания следующего колебания напряжения, после чего весь цикл работы элементов

7,9,12-15 повторяется.

Таким образом, при выборке случайного процесса колебаний напряже« ния выполняется считывание числа, записанного в ОЗУ 12 по адресу, соответствующему уровням анализа величины и длительности очередного колебания напряжения, затем запись этого числа в счетчик 13, после чего содержимое счетчика 13 увеличивается на единицу и снова записываетей а ОЗУ 12 по тому же адресу.

7 92074 слов IxK записываемых в ОЗУ 12 а величина выборки колебаний напряжения в каждом разряде ограничена числом десятичных разрядов m счетчика 13.

Преимуществом анализатора является его большая экономичность и надежность схемы, меньшая стоимость и потребляемая мощность элементов.

Формула изобретения

Статистический анализатор величины 1 и длительности колебаний напряжения, содержащий двоично-десятичный счетчик, распределитель уровней, фильтр, вход которого объединен с входом первого генератора пря-:. 20 моугольных импульсов и является входом анализатора, выход фильтра,через блок выделения колебаний напряжения соединен с входом амплитудного селектора, а через блок дифференцирования — с входом двустороннего порогового элемента, прямой выход которого подключен к управляющему входу блока выделения колебаний напряжения и к управляющему входу первого элемента И, информационный вход которого соединен с выходом первого генератора прямоугольных импульсов, вы ход первого элемента И подключен к счетному входу двоичного счетчика, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он содержит шифратор, оперативное запоминающее устройство, триггер, второй генератор прямоугольных импульсов, второй элемент И, пепвыФ вход кот о го соединен с выходом второго генератора прямоугольных импульсов, а выход соединен с так! 8 товым входом распределителя уровней, вход установки нуля которого подключен к инверсному выходу триггера,прямой выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, вход установки единиць. триггера подключен к инверсному вьйоду двустороннего порогового элемента, при этом выходы амплитудного селектора через шифратор соединены .с первой группой адресных входов оперативного запоминающего устройства, вторая группа адресных входов которого подкличейа соответственно к выходам двоичного счетчика, выходы оперативного запоминающего устройства соединены с информационными, входами двоично-десятичного счетчика, выходы которого подключены соответственно к информационным входам оперативного запоминающего устройства, выходы распределителя уровней с второго по шестой соединены соответственно с входом записи и тактовым входом двоичнодесятичного счетчика, с входом записи оперативного запоминающего устройства, с входами установки нуля амплитудного селектора и двоичного счетчика,и с входом установки нуля триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе !, Ермаков В. Ф. Статистический анализатор колебаний напряжения.

Изв. вузов СССР."Электромеханика", 1976, 93, с. 334-338.

2. Авторское свидетельство СССР

N 510722, кл. G 06 G 7/18, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 600725, кл. Н 03 К 13/175, 1975.

4. Авторское свидетельство СССР

9.691870, кл, G 06 F 15/6, 1977. (прототип).