УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЛИНЕЙНОГО ТОКООГРАНИЧИВАЮЩЕГО РЕАКТОРА/РЕЗИСТОРА

Полезная модель относится к области систем обработки информации и может быть использована при функциональном контроле и диагностировании линейного токоограничивающего реактора/резистора на основе его модели.
В настоящее время нет устройств для определения параметров линейного токоограничивающего реактора/резистора.
Задачей полезной модели является создание устройства для определения параметров линейного токоограничивающего реактора/резистора при его продольном и поперечном включении.
Устройство для определения параметров линейного токоограничивающего реактора/резистора, согласно полезной модели, содержит блок расчета активного сопротивления R и индуктивности L, подключенный через регистратор аварийных ситуаций к линейному токоограничивающему реактору/резистору в местах его подключения к шинам генераторного напряжения. В блоке расчета R, L 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, перемножитель-делитель, второй программатор, выходы которого подключены к ЭВМ. К регистратору аварийных ситуаций подключено четвертое устройство выборки-хранения, к которому последовательно подключены третий программатор и перемножитель-делитель. Четвертое устройство выборки-хранения связано с четвертым, пятым и шестым программаторами. К четвертому программатору подсоединены первый и третий программаторы, а пятый программатор
связан с первым и третьим программаторами. К пятому программатору последовательно подключены шестой и второй программаторы, причем шестой программатор связан с третьим устройством выборки-хранения и с перемножителем-делителем. К каждому устройству выборки-хранения подключен тактовый генератор.
С помощью предложенной схемы устройства можно определить параметры линейного токоограничивающего реактора/резистора при его продольном и поперечном включении: активное сопротивление R и индуктивность L (фиг.3).
На фиг.1 приведена структурная схема включения устройства для определения параметров линейного токоограничивающего реактора/резистора 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, L.
На фиг.3 приведены схемы замещения линейного токоограничивающего реактора/резистора при продольном (фиг.3, а) и поперечном (фиг.3, б) включениях.
Устройство (фиг.1) для определения параметров линейного токоограничивающего реактора/резистора 1 содержит блок 2 расчета R, L, входы которого связаны с местом подключения токоограничивающего реактора/резистора через регистратор аварийных ситуаций, а выходы блока 2 расчета R, L подключены к ЭВМ 3 (может быть продольное включение или поперечное включение реактора/резистора).
Блок 2 расчета R, L (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), перемножитель-делитель 10, второй программатор 11
(П 2), выходы которого подключены к ЭВМ 3. Вход четвертого устройства выборки-хранения 12 (УВХ 4) подключен к регистратору аварийных ситуаций. К выходу четвертого устройства выборки-хранения 12 (УВХ 4) последовательно подключены третий программатор 13 (П 3) и перемножитель-делитель 10. Кроме того, выход четвертого устройства выборки-хранения 12 (УВХ 4) связан с входами четвертого 14 (П 4), пятого 15 (П 5) и шестого 16 (П 6) программаторов. К выходу четвертого программатора 14 (П 4) подсоединены входы первого 9 (П 1) и третьего 13 (П 3) программаторов. Выход пятого программатора 15 (П 5) связан с входами первого 9 (П 1) и третьего 13 (П 3) программаторов. Кроме того, к выходу пятого программатора 15 (П 5) последовательно подключены шестой 16 (П 6) и второй 11 (П 2) программаторы. Входы шестого программатора 16 (П 6) связаны с выходом третьего устройства выборки-хранения 8 (УВХ 3) и с выходом перемножителя-делителя 10. К каждому устройству выборки-хранения подключен тактовый генератор 17 (ТГ).
Все устройства выборки-хранения реализованы на микросхемах 1100СК2. Программатор 9 (П 1), программатор 11 (П 2), программатор 13 (П 3), программатор 14 (П 4), программатор 15 (П 5) и программатор 16 (П 6) могут быть выполнены на микроконтроллере серии 51 производителя atmel AT89S53. Инвертор 6 и сумматор 7 реализованы на операционных усилителях 140УД17А. В качестве перемножителя-делителя 10 может быть использована микросхема 525ПС3. Тактовый генератор 17 (ТГ) может быть реализован на микроконтроллере АТ80С2051.
Устройство работает следующим образом. На входы блока 2 расчета R, L устройства подают от регистратора аварийных ситуаций следующие сигналы:
или 1) одновременно  на входные шины блока 2 расчета R, L, если продольное включение реактора/резистора,
или 2) одновременно  на входные шины блока 2 расчета R, L, если поперечное включение реактора/резистора,
где  - массив отсчетов мгновенных значений напряжения в начале линейного токоограничивающего реактора/резистора,
- массив отсчетов мгновенных значений тока в начале линейного токоограничивающего реактора/резистора,
- массив отсчетов мгновенных значений напряжения в конце линейного токоограничивающего реактора/резистора.
2
j
1
j
1
j
При продольном включении линейного токоограничивающего реактора/резистора блока 2 расчета R, L 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 12 (УВХ 4) - сигнал i(t),
j
1
2
N
где t=t, t, ..., t - момент времени,
- число разбиений на периоде Т,
-3
Δt=0,3125·10 с - шаг дискретизации массивов мгновенных значений тока/напряжения.
2
j
2
j
2
j
Значения сигналов записывают в блоки выборки-хранения 4 (УВХ 1), 5 (УВХ 2) и 12 (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
1
j
1
j
2
j
1
j
2
j
1
j
1
j
2
j
1
j
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 (УВХ 3). Одновременно значение сигнала i(t) поступает в блок выборки-хранения 12 (УВХ 4). Значения сигналов, записанные в блоки выборки-хранения 8 (УВХ 3) и 12 (УВХ 4) хранят там, как текущие. С выхода устройства выборки-хранения 8 (УВХ 3) сигнал u(t)-u(t) поступает на вход программатора 9 (П 1) и на вход программатора 16 (П 6). С выхода устройства выборки-хранения 12 (УВХ 4) сигнал i(t) поступает на входы программаторов 13 (П 3), 14 (П 4), 15 (П 5) и 16 (П 6). С помощью четвертого программатора 14 (П 4) определяют значение производной сигнала :
С выхода четвертого программатора 14 (П 4) значение производной сигнала  поступает на входы первого 9 (П 1) и третьего 13 (П 3)  программаторов. Одновременно с описанным выше процессом, на выходе пятого программатора 15 (П 5) получают значение производной сигнала :
R
j
С выхода пятого программатора 15 (П 5) значение производной сигнала  поступает на входы первого 9 (П 1), третьего 13 (П 3) и шестого 16 (П 6) программаторов. На выходе первого программатора 9 (П 1) определяют значение напряжения на активном сопротивлении U(t) (фиг.3):
1P
j
С выхода первого программатора 9 (П 1) значение напряжения на активном сопротивлении поступает на вход перемножителя-делителя 10. В то же время с помощью третьего программатора 13 (П 3) получают значение расчетного тока i(t):
1P
j
i
С выхода третьего программатора 13 (П 3) значение расчетного тока i(t) поступает на вход перемножителя-делителя 10. На выходе перемножителя-делителя 10 определяют значение активного сопротивления линейного токоограничивающего реактора/резистора R (фиг.3):
i
i
С выхода перемножителя-делителя 10 значение активного сопротивления R подают на вход шестого программатора 16 (П 6) и на вход второго программатора 11 (П 2). С помощью шестого программатора 16 (П 6) получают значение индуктивности линейного токоограничивающего реактора/резистора] L (фиг.3):
i
С выхода шестого программатора 16 (П 6) значение индуктивности L подают на вход второго программатора 11 (П 2), с помощью которого определяют средние за период значения активного сопротивления и индуктивности реактора/резистора по формулам:
Ri
Li
i
i
где N, N - соответственно количества значений R, L, найденных на периоде.
2
j
1
j
1
j
При поперечном включении линейного токоограничивающего реактора/резистора работа блока 2 расчета R, L аналогична работе блока расчета при его 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 12 (УВХ 4) - сигнал i(t).
1
j
1
j
2
j
1
j
2
j
1
j
1
j
Значения сигналов записывают в блоки выборки-хранения 5 (УВХ 2) и 12 (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 12 (УВХ 4). В остальном работа блока 2 расчета R, L при поперечном включении реактора/резистора аналогична работе блока 2 расчета R, L при продольном включении и заключается в том, что определяют значение производной сигнала :
Затем получают значение производной сигнала :
R
j
Далее определяют значение напряжения на активном сопротивлении U(t) (фиг.3):
1P
j
Затем получают значение расчетного тока i(t):
i
Далее определяют значение активного сопротивления линейного токоограничивающего реактора/резистора R (фиг.3):
i
Затем получают значение индуктивности линейного токоограничивающего реактора/резистора L (фиг.3):
Далее определяют средние за период значения активного сопротивления и индуктивности реактора/резистора по формулам:
Ri
Li
i
i
где N, N - соответственно количества значений R, L, найденных на периоде.
Таким образом, полезная модель позволяет измерять активное сопротивление R и индуктивность L линейного токоограничивающего реактора/резистора при его продольном или поперечном включении.