Статистического анализатора отклонений напряжения АОН

Схема анализатора АОН [14] изображена на рис.9.1; графики, иллюстрирующие алгоритм его работы, приведены на рис. 9.2.

Напряжение контролируемой сети (рис.9.2,а) подается на вход входного контура ВК. Во входном контуре синусоидальное напряжение сети преобразуется в постоянное, пропорциональное действующему значению сетевого напряжения. Из полученного полного сигнала вычитается его неизменяющаяся часть (85 % от U _ном), и получающаяся разность усиливается для повышения чувствительности анализатора. Выходное напряжение ВК (рис.9.2,б) подается на входа пороговых элементов 1 – 6, уровни срабатывания которых равномерно разбивают диапазон из­менения U _ВК с шагом Δ U. В любой момент времени в срабо­тавшем состоянии находятся те пороговые элементы, для кото­рых выполняется неравенство

U _ВК > U _ср.i (9.1)

где U _ср.i – напряжение срабатывания i -го порогового элемента.

У cработавших пороговых элементов выходное единичное напряжение приложено к первым входам элементов совпадения &.

Интервал выборки Т ₀ в устройстве задается генератором G прямоугольных импульсов, вырабатывающим импульсы с частотой 1 кГц. Счетчики СТ 7 и 8 имеют одинаковые коэффициенты деления, равные 10. Переключателем П1 задаются два значения интервала выборки: 0,01 и 0,1 с. Длительность им­пульса выборки T_с, стробирующего элементы &, равняется длительности импульса генератора и имеет достаточно малое значение по сравнению с интервалом выборки Т ₀.

 

 

Рис. 9.1. Схема статистического анализатора отклонений напряжения ОАН

 

В момент появления импульса выборки (t ₁, t ₂, t ₃ и т.д. на рис. 9.2,в) по единичному импульсу появляется на выходах тех элементов совпадения &, к первым входам которых приложено единичное напряжение находящихся в сработавшем состоянии пороговых элементов. Соответственно в счетчики импульсов СТ каналов анализатора, имеющих сработавшие пороговые элементы, в момент выборки добавляется по единице.

При следующей выборке выполняется аналогичная операция.

Так осуществляется накопление информации, которое про­должается определенное время Т. После окончания измерений вход анализатора отключается от сети. Содержимое счетчиков импульсов СТ 1 – 6 опрашивается с помощью цифрового индикато­ра И, установленного на лицевой панели прибора. Опрос осуще­ствляется с помощью кнопок "Опрос счетчиков" 1 – 6. При нажа­тии любой из кнопок многоканальный коммутатор К, имеющий 120 входов и 20 выходов, подключает выходы соответствующего счетчика к входам 5-декадного индикатора, на котором появляется содержимое счетчика.

 

 

Рис. 9.2. Иллюстрация алгоритма работы анализатора

 

По содержимому счетчиков СТ строится гистограмма отклонений напряжения, с помощью которой оценивается качество на­пряжения контролируемой сети по ГОСТ 13109-67.

 

Порядок выполнения работы

1. Работа выполняется на стенде № 2. Возможны два вари­анта выполнения работы (конкретный вариант задается преподавателем): анализатор подключается к сети лаборатории напряжением 220 В, частотой 50 Гц, или к электронной модели сети с изменяющимся напряжением (стенд № 1 [3]). Соответственно стенд № 2 имеет две пары входных проводников, имеющих надписи "Сетъ" и "Модель". При выбранном варианте тумблер "Сеть-Модель" устанавливается в соответствующее положение.

2. Преподавателем задаются: время статистического анали­за отклонений напряжения Т; интервал выборки Т ₀; интервал между уровнями срабатывания соседних пороговых элементов Δ U = 1 %, равный ширине разряда искомой гистограммы отклонений напряжения Δ V; номер порогового элемента, уровень срабатывания ко­торого соответствует номинальному напряжению сети; напряжение ступени регулирования трансформатора с РПН U _ст = 2,5 %; допустимый диапазон изменения отклонений напряжения V _доп = ± 5 %.

3. Стенды и 1 и 2 подключаются к сети. Входные провод­ники анализатора подключаются к сети или к выходу "Групповой график" стенда № 1.

4. Включается тумблер "Сеть". О включенном состоянии сигнализирует светодиод, установленный у тумблера.

5. Запускается (если выбран режим «Модель») электронная мо­дель контролируемой сети. Режим работы модели и варианты мо­делируемых процессов изменения напряжения задаются преподавателем.

6. Тумблер выборки устанавливается в соответствующее положение.

7. Нажатием на кнопку "Уст. 0" обнуляется содержимое счетчиков СТ 1 – 6. С этого момента начинается отсчет време­ни измерения Т.

6. После окончания измерений анализатор отключается от сети (модели) путем перевода тумблера "Сеть-Модель" в противоположное положение.

9. С помощью тумблера "Индикатор" включается индикатор, по которому путем поочередного нажатия на кнопки "Опрос счетчиков" определяется содержимое счетчиков СТ 1 – 6.

10. По содержимому счетчиков, с учетом известного интер­вала между уровнями срабатывания пороговых элементов соседних каналов Δ U и соответетаующего (также известного) расположе­ния уровней срабатывания элементов относительно номинального уровня напряжения, строится гистограмма отклонений напряжения V в контролируемой сети.

11. По гистограмме оценивается допустимость отклонений напряжения в контролируемой сети согласно ГОСТ 13103-67, а также делается вывод о необходимости регулировании напряжения в сети.

12. Выбирается необходимая ступень регулирования трансформатора с РПН, которая обеспечивает соответствующее ГОСТу качество напряжентя.