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.
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 R и реактивного Х сопротивления, подключенный через регистратор аварийных ситуаций к линии электропередачи.
В блоке расчета R, Х 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 и четвертый программатор, который подключен к ЭВМ. Регистратор аварийных ситуаций соединен с четвертым устройством выборки-хранения, к которому последовательно подключены пятый, второй, шестой и седьмой программаторы, причем седьмой программатор подключен к ЭВМ. Кроме того, к четвертому устройству выборки-хранения подключены первый программатор и программатор действующих значений, который подсоединен к третьему и шестому программаторам. К третьему устройству выборки-хранения подсоединен пятый программатор, который подключен к седьмому
программатору. Первый программатор связан с четвертым программатором. 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 R и реактивное X сопротивления (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, X.
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, X, входы которого связаны с местом подключения линейной конденсаторной батареи через регистратор аварийных ситуаций, а выходы блока 2 расчета R, Х подключены к ЭВМ 3 (может быть продольное включение или поперечное включение батареи).
Блок 2 расчета R, Х (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) и четвертый программатор 12 (П 4), выход которого подключен к ЭВМ 3. Вход четвертого устройства выборки-хранения 13 (УВХ 4) подключен к регистратору аварийных ситуаций. К выходу четвертого устройства выборки-хранения 13 (УВХ 4) последовательно подсоединены пятый программатор 14 (П 5), второй программатор 10 (П 2), шестой
программатор 15 (П 6) и седьмой программатор 16 (П 7), выход которого подключен к ЭВМ 3. Кроме того, к выходу четвертого устройства выборки-хранения 13 (УВХ 4) подключены первый программатор 9 (П 1) и программатор действующих значений 17 (ПДЗ), выход которого подключен к третьему 11 (П 3) и шестому 15 (П 6) программаторам. Выход третьего устройства выборки-хранения 8 (УВХ 3) подсоединен к пятому программатору 14 (П 5), выход которого подключен к седьмому программатору 16 (П 7). Первый программатор 9 (П 1) связан с четвертым программатором 12 (П 4). К каждому устройству выборки-хранения подключен тактовый генератор 18 (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 14 (П 5), программатор 15 (П 6), программатор 16 (П 7) и программатор действующих значений 17 (ПДЗ) могут быть выполнены на микроконтроллере серии 51 производителя atmel AT89S53. Инвертор 6 и сумматор 7 реализованы на операционных усилителях 140УД17А. Тактовый генератор 18 (ТГ) может быть реализован на микроконтроллере АТ80С2051.
Устройство работает следующим образом. На входы блока 2 расчета R, Х устройства подают от регистратора аварийных ситуаций следующие сигналы:
или 1) одновременно , ,  на входные шины блока 2 расчета R, X, если продольное включение линейной конденсаторной батареи, или 2) одновременно ,  на входные шины блока 2 расчета R, X, 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,
- массив отсчетов мгновенных значений напряжения в конце линейной конденсаторной батареи.
1
j
2
j
1
j
При продольном включении линейной конденсаторной батареи блока 2 расчета R, Х на вход первого устройства выборки-хранения 4 (УВХ 1) поступает сигнал u(t), на вход второго устройства выборки-хранения 5 (УВХ 2) поступает сигнал u(t), а на вход четвертого устройства выборки-хранения 13 (УВХ 4) - сигнал i(t),
j
1
2
N
где t=t, t, ..., t - моменты времени,
- число разбиений на периоде Т,
-3
Δt=0,3125·10 с - шаг дискретизации массивов мгновенных значений тока/напряжения.
1
j
1
j
1
j
2
j
2
j
1
j
2
j
1
j
Значения сигналов записывают в блоки выборки-хранения 4 (УВХ 1), 5 (УВХ 2) и 13 (УВХ 4) и хранят там, как текущие, затем с выхода устройства выборки-хранения 4 (УВХ 1) сигнал u(t) поступает на инвертор 6. С помощью инвертора 6 отрицательное значение предыдущего сигнала u(t) преобразовывают в положительное. С выхода инвертора 6 значение сигнала u(t) поступает на вход сумматора 7. В то же время с выхода устройства выборки-хранения 5 (УВХ 2), значение сигнала u(t) поступает на вход сумматора 7. С помощью сумматора 7 определяют разность значений сигналов u(t)-u(t). С выхода сумматора 7 разность значений сигналов u(t)-u(t) поступает в третье устройство выборки-хранения 8
1
j
2
j
1
j
1
j
1
1
(УВХ 3). Одновременно значение сигнала i(t) поступает в блок выборки-хранения 13 (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 u(t)-u(t) поступает на входы программаторов 9 (П 1) и 14 (П 5). С выхода устройства выборки-хранения 13 (УВХ 4) сигнал i(t) поступает на входы программаторов 9 (П 1) и 14 (П 5), на вход программатора действующих значений 17 (ПДЗ). На выходе первого программатора 9 (П 1) получают значение потери активной мощности ΔP на активном сопротивлении R линейной конденсаторной батареи:
1
1
С выхода программатора 9 (П 1) значение потери активной мощности поступает на входы второго 10 (П 2) и четвертого 12 (П 4) программаторов. В тоже время с помощью пятого программатора 14 (П 5) определяют значение реактивной мощности Q на реактивном сопротивлении X линейной конденсаторной батареи:
1
С выхода пятого программатора 14 (П 5) значение реактивной мощности поступает на входы второго 10 (П 2) и седьмого 16 (П 7) программаторов. Одновременно с помощью программатора действующих значений 17 (ПДЗ) определяют действующее значение сигнала I:
1
С выхода программатора действующих значений 17 (ПДЗ) значение сигнала I поступает на входы третьего 11 (П 3) и шестого 15 (П 6) программаторов.
С помощью второго программатора 10 (П 2) определяют значение угла φ между напряжением и током линейной конденсаторной батареи:
R
С выхода второго программатора 10 (П 2) значение угла φ между напряжением и током поступает на входы третьего 11 (П 3) и шестого 15 (П 6) программаторов. На выходе третьего программатора 11 (П 3) получают действующее значение активной составляющей тока I:
R
1
I=I·cosφ.
C
С выхода третьего программатора 11 (П 3) действующее значение активной составляющей тока поступает на вход четвертого программатора 12 (П 4). Одновременно на выходе шестого программатора 15 (П 6) получают действующее значение реактивной составляющей тока I:
C
1
I=I·sinφ.
1
С выхода шестого программатора 15 (П 6) действующее значение реактивной составляющей тока подают на вход седьмого программатора 16 (П 7). На выходе четвертого программатора 12 (П 4) получают значение активного сопротивления линейной конденсаторной батареи R (фиг.3):
1
Одновременно на выходе седьмого программатора 16 (П 7) получают значение реактивного сопротивления линейной конденсаторной батареи X (фиг.3):
2
j
1
j
1
j
При поперечном включении линейной конденсаторной батареи работа блока 2 расчета R, Х аналогична работе блока расчета при ее продольном включении, но на вход первого устройства выборки-хранения 4 (УВХ 1) сигнал не поступает (u(t)=0), на вход второго устройства выборки-хранения 5 (УВХ 2) поступает сигнал u(t), а на вход четвертого устройства выборки-хранения 15 (УВХ 4) - сигнал i(t).
1
j
1
j
2
j
2
j
2
j
1
j
1
j
1
1
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(t) поступает на вход сумматора 7. С помощью сумматора 7 определяют разность значений сигналов u(t)-u(t). С выхода сумматора 7 разность значений сигналов u(t)-u(t)=u(t) поступает в устройство выборки-хранения 8 (УВХ 3). Одновременно значение сигнала i(t) поступает в четвертый блок выборки-хранения 15 (УВХ 4). В остальном работа блока 2 расчета R, Х при поперечном включении конденсаторной батареи аналогична работе блока 2 расчета R, Х при продольном включении и заключается в том, что определяют значение потери активной мощности ΔP на активном сопротивлении R линейной конденсаторной батареи:
1
1
В то же время определяют значение реактивной мощности Q на реактивном сопротивлении X линейной конденсаторной батареи:
1
Одновременно определяют действующее значение сигнала I:
Затем определяют значение угла φ между напряжением и током линейной конденсаторной батареи:
R
Далее получают действующее значение активной составляющей тока I:
R
1
I=I·cosφ.
C
Одновременно получают действующее значение реактивной составляющей тока I:
C
1
I=I·sinφ.
1
Затем получают значение активного сопротивления линейной конденсаторной батареи R (фиг.3):
1
Одновременно получают значение реактивного сопротивления линейной конденсаторной батареи X (фиг.3):
Таким образом, полезная модель позволяет измерять активное R и реактивное X сопротивления линейной конденсаторной батареи при ее продольном или поперечном включении.