ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5
СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КОЛЕБАНИЙ НАПРЯЖЕНИЯ
Цель работы. Получение практических навыков по применению статистического анализатора АКОН для контроля колебания напряжения в сети согласно ГОСТ 13109-67 [2].
Программа работы
1. Произвести анализатором АКОН измерение я статистический анализ колебание напряжения в контролируемой сети.
2. По накопленным анализатором данным построить зависимость амплитуды размахов колебаний от их частоты δ U (m).
3. С помощью полученной зависимости δ U (m) оценить допустимостъ колебаний напряжения в сети по ГОСТ 13109-67.
Описание схемы и принципа работы
статистического анализатора колебаний напряжения АК0Н
Схема анализатора АКОН [6] (рис.4.1) содержит 4 основных блока: входной контур ВК, блок обработки информации БОИ, блок управления БУ и блок счета БС.
Перед началом измерений счетчики СТ, распределитель уровней РУ и триггер Т приводятся в нулевое состояние.
В блоке ВК синусоидальное напряжение сети преобразуется в огибащую его действующего значения, из которой выделяется только ее изменяющаяся часть
|
|
U ВК(t) = U (t) – 0,85 U ном, (4.1)
Напряжение U ВК (рис.4.2) поступает на входы измерительных пороговый элементов БОИ и дифференцирующего звена БУ. Опорные уровни пороговых элементов расставлены, по равномерному закону с шагом Δ U = 1 %. Пороговый элемент БУ срабатывает при достижении модулем производной U ′ВК значения 1 %/с.
Рис.4.2. Иллюстрация алгоритма работы анализатора АКОН
Значения 1 %/с производная U ′ВК достигает в момент времени t 1 (рис. 4.2). Срабатывающий при этом пороговый элемент БУ опрокидывает в единичное состояние триггер Т и открывает элемент & БОИ. Единичное напряжение триггера прикладывается ко входу вентиля записи & первого канала БС, однако запись информации в блок счета не производится, поскольку вентиль заперт нулевым напряжением с выхода инвертора НЕ БУ.
При дальнейшем изменении напряжение U ВК превышает опорный уровень измерительного порогового элемента III (в точке 1 на рис.4.2), появляющийся при этом на выходе схемы ИЛИ импульс пропускается на вход РУ и переводит его в состояние "1". Единичный уровень напряжения появляется на 1-м выходе РУ и прикладывается ко входу вентиля записи 2-го канала БС. Одновременно переводится в нулевое состояние тригтер Т, который снимает единичный сигнал со входа вентиля записи 1-го канала БС. При срабатывании порогового элемента IV (в точке 2) РУ переходит в состояние "2" – единичное напряжение исчезает на его 1-м выходе и появляется на 2-м. При этомподготавливается к срабатыванию третий канал БС. В момент времени t 2 производная U ′ВК становится меньше 1 %/с, отпускает пороговый элемент БУ, закрывая схему & БОИ и подавая иа вторые входа вентилей записи БС стробирующюе напряжение. В счетчик СТ3 при этом записывается единица. Напряжением с выхода схемы временной задержки РУ возвращается в исходное нулевое состояние, подготавливаясь таким образом к расшифровке следующего колебания напряжения.
|
|
Аналогично работает устройство при отрицательной производной U ′ВК. При снижении напряжения сети и увеличении при этом модуля его производной до значения 1 %/с (в момент t 3) срабатывает пороговый элемент БУ, открывая схему & БОИ. Отпускание порогового элемента IУ приводит к появлению единичного напряжения на его инверсном выходе и, следоватально, к появлению ямпульса на входа РУ, который при этом устанавливается в состояние "1". Отпускание порогового элемента III приводит к установке РУ в состояние "2" и т.д. Всего на интервале t 3 – t 4 на вход РУ поступает 4 импульса, РУ устанавливается в состояние "4" и после окончания колебания напряжения единица записывается в счетчик СТ5.
На участках кривой исследуемого напряжения со значениями производной, меньшими 1 %/с, схема & БОИ является закрытой. В этом случае при срабатываниях (или отпусканиях) измерительных пороговых элементов (например, в точке 7) запись информации в блок счета не производится.
Запись в счетчик СТ1 осуществляется при возникновении малых колебаний напряжения, при протекании которых не происходит ни одного срабатывания (или отпускания) измерительных пороговых элементов (например, на участка t 5 – t 6).
После окончания измерений, которые продолжаются определенное время Т, вход анализатора отключается от контролируемой сети. Содержимое, накопленное в счетчиках СТ 1 – 6, опрашивается с помощью цифрового индикатора, установленного на лицевой панели прибора. Опрос осуществляется с помощью переключателя "Опрос счётчиков".
По накопленной в БС информации строится дискретная функция распределения колебаний напряжения. А по плавной кривой зависимости амплитуды размахов колебаний от частоты δ U (m), получаемой из опытного распределения, делается оценка качества напряжения по ГОСТ 13109-67.
Построение зависимости δ U (m)