СПОСОБ ИНДИКАЦИИ СИНХРОНИЗМА ПЕРЕМЕННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ (ТОКОВ) И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

СПОСОБ ИНДИКАЦИИ СИНХРОНИЗМА ПЕРЕМЕННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ (ТОКОВ) И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ


RU (11) 2065611 (13) C1

(51) 6 G01R29/18 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 1996.08.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 93014286/07 
(22) Дата подачи заявки: 1993.03.23 
(45) Опубликовано: 1996.08.20 
(56) Аналоги изобретения: Электрические измерения электрических и неэлектричес- ких величин/ Под ред.Е.С. Полищука.- Киев: Вища школа, 1984, с. 200, 201. 2. Авторское свидетельство СССР N 394731, G 01 R 29/18, 1973. 3. Авторское свидетельство СССР N 533884, G 01 Р 29/18, 1977. 
(71) Имя заявителя: Научно-исследовательский институт электроэнергетики 
(72) Имя изобретателя: Смирнова Е.В.; Филатов В.И.; Фокин В.К. 
(73) Имя патентообладателя: Акционерное общество "Научно-исследовательский институт электроэнергетики" 

(54) СПОСОБ ИНДИКАЦИИ СИНХРОНИЗМА ПЕРЕМЕННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ (ТОКОВ) И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 

Использование: в области электротехники, при контроле индикации синхронизма синхронных машин. Сущность: синхронизм переменных электрических напряжений (токов) определяют путем выделения их ортогональных и синфазных составляющих и синхронного мультиплексирования указанных составляющих перед их подачей на экран осциллографа. При этом обеспечивается возможность одновременной наглядной индикации более чем двух напряжений за счет их представления в форме векторной диаграммы. Устройство содержит трансформаторы напряжения, осциллограф и дополнительно выпрямители, синусно-косинусные преобразователи, множительные устройства и мультиплексоры. 2 н.з.п.ф-лы, 3 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области электротехники, в частности к контролю индикации синхронизма синхронных машин, работающих в сложной энергосистеме.

Известны способы индикации синхронизма синхронных генераторов в энергосистеме, заключающиеся в преобразовании фазового сдвига между векторами двух контролируемых переменных напряжений в угловое перемещение стрелки или светового указателя электромеханического прибора [1, 2]

Известен способ индикации синхронизма на экране электронно-лучевого осциллографа (выбранный в качестве прототипа), заключающийся в том, что два контролируемых переменных напряжения подают на входы горизонтального и вертикального отклонения луча и при этом на экране осциллографа высвечивается эллипс, по форме и ориентации которого можно судить о фазовом сдвиге и амплитудах контролируемых векторов [3]

Устройство, реализующее способ [3] содержит два трансформатора напряжения и электронно-лучевой осциллограф, причем первичные обмотки трансформаторов подключены к контролируемым напряжениям, а вторичные обмотки - к входам горизонтального и вертикального отклонения луча осциллографа.

Недостаток прототипа заключается в том, что представляемая с его помощью информация об амплитудах и фазовых сдвигах контролируемых напряжений имеет неявный характер, требуя дополнительной обработки, причем известные из [3] способ и устройство нельзя использовать для индикации синхронизма более чем двух величин, что может потребоваться в случае сложной многомашинной схемы сети.

В связи с этим возникла необходимость в повышении наглядности индикации синхронизма контролируемых переменных величин и обеспечении возможности одновременной индикации более чем двух величин за счет их представления в форме векторной диаграммы.

Предметом изобретения является способ синхронизма переменных электрических напряжений (токов), заключающийся в том, что формируют напряжения, пропорциональные контролируемым напряжениям (токам), подают сформированные напряжения на входы горизонтального и вертикального отклонения луча осциллографа и получают на его экране фигуру, отображающую амплитуды контролируемых напряжений (токов) и их взаимный фазовый сдвиг, отличающийся тем, что перед подачей на входы осциллографа переменные напряжения, пропорциональные контролируемым напряжениям (токам), раскладывают на составляющие, ортогональные и синфазные относительно одного из контролируемых напряжений, вектор которого принимают за опорный, синхронно мультиплексируют указанные составляющие, после чего их подают на входы вертикального и горизонтального отклонения луча осциллографа.

Осуществление дополнительных действий по разложению контролируемых напряжений на синфазные и ортогональные составляющие с последующим синхронным мультиплексированием указанных составляющих позволяет практически без ограничения числа исходных контролируемых напряжений получить их на экране осциллографа в форме векторной диаграммы, т.е. в форме наглядной и удобной для оператора, оценивающего состояние сложной электрической сети.

Предметом изобретения также является устройство для индикации синхронизма переменных электрических напряжений (токов), содержащее два измерительных трансформатора и осциллограф, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит n-2 измерительных трансформаторов, n выпрямителей, входы которых соединены с выходами соответствующих измерительных трансформаторов, n-1 синусно-косинусных преобразователей, первые входы которых соединены с выходами соответствующих измерительных трансформаторов, а вторые входы соединены с выходом n-го измерительного трансформатора, первую группу n-1 множительных устройств, первые входы которых соединены попарно друг с другом и с выходами n-1 выпрямителей, вторые входы множительных устройств первой и второй групп соединены с первым и вторым выходами синусно-косинусных преобразователей соответственно и два мультиплексора с синхронной коммутацией их n одноименных входов, при этом каждый, кроме n-го, вход первого мультиплексора соединен с выходом соответствующего множительного устройства первой группы, каждый, кроме n-го, вход второго мультиплексора соединен с выходом соответствующего множительного устройства второй группы, n-й вход первого мультиплексора соединен с нулевой шиной, к n-му входу второго мультиплексора через n-й выпрямитель подключено контролируемое напряжение, соответствующее опорному вектору, а выходы мультиплексоров соединены со входами вертикального и горизонтального отклонения луча осциллографа.

Согласно изобретению в состав устройства дополнительно введены синусно-косинусные преобразователи для формирования напряжений, пропорциональных синусу и косинусу фазового сдвига между опорным и одним из контролируемых векторов, выпрямители для формирования сигналов, амплитуды которых пропорциональны контролируемым величинам, множительные устройства для формирования произведений косинусов и синусов фазовых сдвигов на модули соответствующих контролируемых напряжений, т. е. ортогональных и синфазных составляющих по отношению к опорному вектору, и сдвоенный мультиплексор, осуществляющий синхронную циклическую коммутацию составляющих каждого контролируемого напряжения.

Поскольку указанные блоки обеспечивают согласно способу разложение контролируемых напряжений на составляющие, ортогональные и синфазные опорному вектору с последующим их мультиплексированием, то это свидетельствует о том, что заявляемый способ и устройство связаны между собой единым изобретательским замыслом.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежом фиг. 1 и фотографиями фиг. 2 "а" и 2 "б".

Фиг. 1 представляет блок-схему устройства, реализующего предложенный способ индикации синхронизма переменных электрических напряжений (токов).

На фиг. 2, 3 показаны фотографии векторных диаграмм напряжений для протяженной электропередачи с промежуточными подстанциями в режиме минимальной ("2") и максимальной ("3") нагрузки, снятые с экрана электронно-лучевого осциллографа.

Осуществление заявляемых способа и устройства индикации синхронизма переменных электрических напряжений (токов) поясняется блок-схемой фиг. 1, которая содержит трансформаторы 1 напряжения, выпрямители 2, синусно-косинусные преобразователи 3, множительные устройства 4-1, 4-2, мультиплексоры 5-1, 5-2 со схемой управления 6 и осциллограф 7.

Контролируемое напряжение Ui поступает с выхода измерительного трансформатора 1 на вход выпрямителя 2 и первый вход 3.1 синусно-косинусного преобразователя 3. На второй вход 3.2 синусно-косинусного преобразователя 3 поступает опорное напряжение Un, от которого отсчитывают фазовые сдвиги всех остальных векторов (U1, U2.Un-1).

На выходах синусно-косинусного преобразователя 3 формируются сигналы, пропорциональные синусу и косинусу фазового сдвига между i-м вектором и вектором Un (соответственно sin i и cos i). На первые входы 4.1 множительных устройств 4-1, 4-2 поступают выпрямленные напряжения Ui. Сигнал, пропорциональный sin i поступает на второй вход 4.2 соответствующего множительного устройства 4-1 первой группы, а сигнал, пропорциональный cos i, поступает на второй вход 4.2 множительного устройства 4-2 второй группы. Сигнал с выхода множительного устройства 4-1, пропорциональный произведению поступает на i-й вход мультиплексора 5-1, а сигнал с выхода множительного устройства 4-2, пропорциональный произведению поступает на i-й вход мультиплексора 5-2. Нa n-й вход мультиплексора 5-1 подается нулевой потенциал, а на n-й вход мультиплексора 5-2 поступает выпрямленное напряжение 

Схема управления 6 обеспечивает синхронную циклическую коммутацию i-x входов мультиплексоров. На экране осциллографа 7 при этом высвечиваются вектор опорного напряжения, направленный по горизонтальной оси, и векторы контролируемых напряжений, отсчитываемые от начала координат.

Следует заметить, что концы индицируемых векторов будут иметь повышенную яркость свечения (см. фиг. 2а) за счет снижения скорости изменения выпрямленных синусоидальных напряжений в области амплитудных значений.

В соответствии с настоящим изобретением по схеме фиг. 1 был изготовлен образец устройства. Проведенные испытания этого образца показали возможность одновременной наглядной индикации более чем двух контролируемых напряжений путем их представления на экране осциллографа в форме векторной диаграммы (фиг. 2). Предложенное решение позволило оператору мгновенно по одному прибору оценить состояние сложной электрической сети в нестационарном утяжеленном режиме. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ индикации синхронизма переменных электрических напряжений (токов), заключающийся в том, что формируют напряжения, пропорциональные контролируемым напряжениям (токам), подают сформированные напряжения на входы горизонтального и вертикального отклонения луча осциллографа и получают на его экране фигуру, отображающую амплитуды контролируемых напряжений (токов) и их взаимный фазовый сдвиг, отличающийся тем, что перед подачей на входы осциллографа переменные напряжения, пропорциональные контролируемым напряжениям (токам), раскладывют на составляющие, ортогональные и синфазные относительно одного из контролируемых напряжений, вектор которого принимают за опорный, синхронно мультиплексируют указанные составляющие, после чего их подают на входы вертикального и горизонтального отклонения луча осциллографа.

2. Устройство для индикации синхронизма переменных электрических напряжений (токов), содержащее два измерительных трансформатора и осциллограф, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит n 2 измерительных трансформатора, n выпрямителей, входы которых соединены с выходами соответствующих измерительных трансформаторов, (n 1) синусно-косинусных преобразователей, первые входы которых соединены с выходами соответствующих измерительных трансформаторов, вторые входы соединены с выходом n-го измерительного трансформатора, первую и вторую группы (n 1) множительных устройств, первые входы которых соединены попарно друг с другом и с выходами (n 1) выпрямителей, вторые входы множительных устройств первой и второй групп соединены с первым и вторым выходами синусно-косинусных преобразователей соответственно, и два мультиплексора с синхронной коммутацией их n одноименных входов, при этом каждый, кроме n-го, вход первого мультиплексора соединен с выходом соответствующего множительного устройства первой группы, каждый, кроме n-го, вход второго мультиплексора соединен с выходом соответствующего множительного устройства второй группы, n-й вход первого мультиплексора соединен с нулевой шиной, к n-му входу второго мультиплексора через n-й выпрямитель подключено контролируемое напряжение, соответствующее опорному вектору, а выходы мультиплексоров соединены соответственного с входами вертикального и горизонтального отклонения луча осциллографа.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru