Статистического анализатора колебаний напряжения АК0Н

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)