УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕКУЩИХ ПАРАМЕТРОВ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Полезная модель относится к области систем обработки информации и может быть использована при функциональном контроле и диагностировании ЛЭП, на основе ее прямой Г-образной адаптивной модели, перестраиваемой по текущей информации о параметрах электрического режима линии.
Известно устройство для определения текущих параметров электрического режима линии электропередачи [Патент РФ №51752, МПК 7, G01R 25/00, опубл. 27.02.2006 Бюл. №6], выбранное в качестве прототипа, содержащее два параллельно включенных блока расчета активных и реактивных сопротивлений продольной и поперечной ветвей Г-образной схемы замещения линии электропередачи, входы которых связаны с началом линии электропередачи и ее концом через канал связи. Выходы блоков расчета подключены к ЭВМ. В первом блоке расчета первое и второе устройства выборки и хранения подключены к входу устройства. К первому устройству выборки-хранения последовательно подключены инвертор, сумматор. Ко второму устройству выборки-хранения последовательно подключены сумматор, третье устройство выборки-хранения, четвертое устройство выборки-хранения, второй инвертор, второй сумматор, выход которого связан с перемножителем, к которому последовательно подключены интегратор, перемножитель-делитель, выход которого подключен к ЭВМ. Вход пятого устройства выборки-хранения подключен к входу устройства. 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. Другой блок расчета содержит два устройства выборки и хранения, входы которых подключены к входу устройства. К первому устройству выборки-хранения последовательно подключены свой инвертор, сумматор. Ко второму устройству выборки-хранения последовательно подключены тот же сумматор, третье устройство выборки-хранения, четвертое устройство выборки-хранения, второй сумматор, выход которого связан с перемножителем, к которому последовательно подключены интегратор, перемножитель-делитель, выход которого подключен к ЭВМ. Вход пятого устройства выборки-хранения подключен к входу устройства, а к выходу пятого устройства выборки-хранения последовательно подключены шестое устройство выборки-хранения, второй инвертор, третий сумматор, выход которого связан с перемножителем. Все устройства выборки-хранения подключены к тактовому генератору. Входы третьего и пятого устройств выборки-хранения связаны со вторым перемножителем, выход которого связан со вторым интегратором, соединенным со вторым перемножителем-делителем, подключенным к ЭВМ. Третье устройство выборки-хранения связано с преобразователем действующих значений, выходы которого подключены к третьему перемножителю, связанному с входами первого и второго перемножителей-делителей. К выходу третьего устройства выборки-хранения подключен второй сумматор, к выходу пятого устройства выборки-хранения подключен третий сумматор.
Недостатком известного устройства является невозможность определения текущих параметров ЛЭП для построения ее прямой Г-образной адаптивной модели.
В настоящее время нет устройств для определения текущих параметров линии электропередачи для построения ее прямой Г-образной адаптивной модели.
Задачей полезной модели является создание устройства для определения текущих параметров линии электропередачи для построения ее прямой Г-образной адаптивной модели.
Устройство для определения текущих параметров линии электропередачи, также как в прототипе, содержит четыре устройства выборки-хранения, подключенные через канал связи к регистраторам аварийных ситуаций в начале и в конце линии электропередачи, два инвертора, три сумматора, тактовый генератор. При этом к первому устройству выборки-хранения последовательно подключены первый инвертор, первый сумматор. Ко второму устройству выборки-хранения подключен первый сумматор. К каждому устройству выборки-хранения подсоединен тактовый генератор. Согласно полезной модели, к первому сумматору последовательно подключены первый программатор, второй программатор, выходы которого подключены к ЭВМ. К первому сумматору подсоединен третий программатор, связанный со вторым программатором. Причем к первому программатору подключен третий программатор. Кроме того, ко второму устройству выборки-хранения последовательно подключены четвертый и пятый программаторы, второй инвертор и шестой программатор. При этом ко второму инвертору и шестому программатору подключен второй программатор. Кроме того, ко второму устройству выборки-хранения подсоединены пятый и шестой программаторы. К четвертому программатору подключен шестой программатор. К третьему устройству выборки-хранения последовательно подключены третий инвертор, второй сумматор, а к четвертому устройству выборки-хранения последовательно подключены второй сумматор, пятый программатор. Причем ко второму сумматору подсоединен шестой программатор. Кроме того, к третьему устройству выборки-хранения подключены первый и третий
программаторы, седьмой программатор, выход которого связан с первым и третьим программаторами.
С помощью предложенной схемы устройства можно определить текущие параметры прямой Г-образной схемы замещения линии электропередачи (фиг.3):
1i
1i
1) активное сопротивление R и индуктивность L продольной ветви линии;
0i
0i
2) активное сопротивление R и емкость C поперечной ветви линии.
На фиг.1 представлена структурная схема включения устройства для определения текущих параметров линии электропередачи в линии электропередачи и к системе (ЭВМ).
На фиг.2 изображена аппаратная схема устройства для определения текущих параметров линии.
На фиг.3 представлена прямая Г-образная схема замещения линии электропередачи.
1ср
1ср
0ср
0ср
Устройство (фиг.1) для определения текущих параметров линии электропередачи 1 содержит блок 2 расчета R, L, R, C, входы которого подключены через канал связи (КС) к регистраторам аварийных ситуаций в начале и в конце линии электропередачи (на фиг.1 не показаны), а выходы блока расчета 2 подключены к ЭВМ 3.
Блок расчета 2 (фиг.2) состоит из первого 4 (УВХ 1), второго 5 (УВХ 2), третьего 6 (УВХ 3) и четвертого 7 (УВХ 4) устройств выборки и хранения, входы которых подключены к регистраторам аварийных ситуаций. К первому устройству выборки-хранения 4 (УВХ 1) последовательно подключены первый инвертор 8, первый сумматор 9. Ко второму устройству выборки-хранения 5 (УВХ 2) последовательно подключены первый сумматор 9, первый программатор 10 (П 1), второй программатор 11 (П 2), выходы которого подключены к ЭВМ 3. К выходу первого сумматора 9 подсоединен третий программатор 12 (П 3), связанный со вторым программатором 11 (П 2).
Выход первого программатора 10 (П 1) подключен к третьему программатору 12 (П 3). К выходу второго устройства выборки-хранения 5 (УВХ 2) последовательно подключены четвертый 13 (П 4) и пятый 14 (П 5) программаторы, второй инвертор 15 и шестой программатор 16 (П 6). Выходы второго инвертора 15 и шестого программатора 15 (П 6) подключены ко второму программатору 11 (П 2). Кроме того, выход второго устройства выборки-хранения 5 (УВХ 2) связан с пятым 14 (П 5) и шестым 16 (П 6) программаторами. К выходу четвертого программатора 13 (П 4) подключен шестой программатор 16 (П 6). К третьему устройству выборки-хранения 6 (УВХ 3) последовательно подключены третий инвертор 17, второй сумматор 18. К четвертому устройству выборки-хранения 7 (УВХ 4) последовательно подключены второй сумматор 18, пятый программатор 14 (П 5). Выход второго сумматора 18 связан с шестым программатором 16 (П 6). К выходу третьего устройства выборки-хранения 6 (УВХ 3) подключены первый 10 (П 1) и третий 12 (П 3) программаторы, седьмой программатор 19 (П 7), выход которого связан с первым 10 (П 1) и третьим 12 (П 3) программаторами. К каждому устройству выборки-хранения подсоединен тактовый генератор 20 (ТГ).
Все устройства выборки-хранения реализованы на микросхемах 1100СК2. Программаторы выполнены на микроконтроллере серии 51 производителя atmel AT89S53. Инверторы и сумматоры реализованы на операционных усилителях 140УД17А. Тактовый генератор 20 (ТГ) может быть реализован на микроконтроллере АТ80С2051.
1ср
1ср
0ср
0ср
1ср
1ср
0ср
0ср
Устройство работает следующим образом. На входы блока 2 расчета R, L, R, C, устройства от регистраторов аварийных ситуаций подают одновременно сигналы  входные шины блока 2 расчета R, L, R, C,
где  - массив отсчетов мгновенных значении напряжения в начале линии электропередачи,
- массив отсчетов мгновенных значений тока в начале ЛЭП,
- массив отсчетов мгновенных значений напряжения в конце линии,
- массив отсчетов мгновенных значений тока в конце линии электропередачи.
1cp
1cp
0cp
0cp
На блок 2 расчета R,L,R,C на вход первого устройства
2
j
1
j
2
j
1
j
выборки-хранения 4 (УВХ 1) поступает сигнал u(t), на вход второго устройства выборки-хранения 5 (УВХ 2) сигнал u(t), а на вход третьего устройства выборки-хранения 6 (УВХ 3) сигнал i(t), а на вход четвертого устройства выборки-хранения 7 (УВХ 4) сигнал i(t),
j
1
2
N
где t=t,t,...,t - моменты времени,
N=T/Δt - число разбиений на периоде 7,
-3
Δt=0,625·10 с - шаг дискретизации массивов мгновенных значений тока / напряжения в начале и в конце ЛЭП.
2
j
2
j
2
j
1
j
Значения сигналов записывают в устройства выборки-хранения 4 (УВХ 1), 5 (УВХ 2), 6 (УВХ 3) и 7 (УВХ 4) и хранят там, как текущие, затем с выхода первого устройства выборки-хранения 4 (УВХ 1) сигнал u(t) поступает на первый инвертор 8, с помощью которого отрицательное значение предыдущего сигнала u(t), преобразовывают в положительное. С выхода первого инвертора 8 значение сигнала u(t) поступает на вход первого сумматора 9. В то же время с выхода второго устройства выборки-хранения 5 (УВХ 2) значение сигнала u(t) поступает на второй вход первого сумматора 9 и в программаторы 13 (П 4), 14 (П 5) и 16 (П 6). С помощью первого сумматора 9 определяют разность значений сигналов
1
j
2
j
1
j
2
j
2
j
1
j
2
j
2
j
2
j
1
j
1
j
2
j
1
j
2
j
u(t)-u(t). С выхода сумматора 9 разность значений сигналов u(t)-u(t) поступает в программаторы 10 (П 1) и 12 (П 3). Одновременно значение сигнала i(t) поступает в третье устройство выборки-хранения 6 (УВХ 3), а значение сигнала i(t) поступает в четвертое устройство выборки-хранения 7 (УВХ 4). Значения сигналов, записанные в устройства выборки-хранения 6 (УВХ 3) и 7 (УВХ 4) хранят там, как текущие. Затем с выхода третьего устройства выборки-хранения 6 (УВХ 3) сигнал i(t) поступает в программаторы 10 (П 1), 12 (П 3), 19 (П 7) и на третий инвертор 17, с помощью которого отрицательное значение предыдущего сигнала i(t) преобразовывают в положительное. С выхода третьего инвертора 17 значение сигнала i(t) поступает на вход второго сумматора 18. В то же время с выхода четвертого устройства выборки-хранения 7 (УВХ 4) значение сигнала i(t) поступает на второй вход второго сумматора 18, с помощью которого определяют разность значений сигналов i(t)-i(t). С выхода второго сумматора 18 разность значений сигналов i(t)-i(t) поступает в пятый 14 (П 5) и шестой 16 (П 6) программаторы. С помощью четвертого программатора 13 (П 4) определяют значения производных сигнала
С выходов четвертого программатора 13 (П 4) значения производных сигнала  поступают на входы пятого 14 (П 5) и шестого 16 (П 6) программаторов. В то же время с помощью седьмого программатора 19 (П 7) определяют значения производных сигнала
1i
С выхода седьмого программатора 19 (П 7) значения производных сигнала  поступают на входы первого 10 (П 1) и третьего 12 (П 3) программаторов. С помощью первого программатора 10 (П 1) определяют значение индуктивности L продольной ветви линии электропередачи (фиг.3):
1i
0i
С выхода первого программатора 10 (П 1) значение индуктивности.Lпродольной ветви линии электропередачи поступает на входы второго 11 (П 2) и третьего 12 (П 3) программаторов. В то же время с помощью пятого программатора 14 (П 5) определяют значение емкости С поперечной ветви линии электропередачи (фиг.3):
0i
0i
0i
1i
С выхода пятого программатора 14 (П 5) значение емкости С поперечной ветви линии электропередачи поступает на входы второго инвертора 15, с помощью которого отрицательное значение емкости С преобразовывают в положительное. С выхода второго инвертора 15 значение емкости С поступает на вход второго 11 (П 2) и шестого 16 (П 6) программаторов. С помощью третьего программатора 12 (П 3) определяют значение активного сопротивления R продольной ветви линии электропередачи (фиг.3):
1i
С выхода третьего программатора 12 (П 3) значение активного сопротивления R продольной ветви линии электропередачи поступает на вход второго программатора 11 (П 2). В то же время с помощью шестого
0i
программатора 16 (П 6) определяют значение активного сопротивления R поперечной ветви линии электропередачи (фиг.3):
0i
С выхода шестого программатора 16 (П 6) значение активного сопротивления R поперечной ветви линии электропередачи поступает на вход второго программатора 11 (П 2). С помощью второго программатора 11 (П 2) определяют средние за период значения активного сопротивления и индуктивности продольной ветви, активного сопротивления и емкости поперечной ветви линии электропередачи по формулам:
1i
1i
0i
0i
где  - соответственно количество значений R, L, R, C, найденных на периоде.
1i
1i
0i
0i
Таким образом, полезная модель позволяет измерять активное сопротивление R и индуктивность L продольной ветви, активное сопротивление R и емкость С поперечной ветви прямой Г-образной схемы замещения линии электропередачи.