Спосіб виготовлення аналізаторів якості електричної енергії

1. Спосіб виготовлення аналізаторів якості електричної енергії, за яким аналізатори якості електричної енергії поділяють на функціонально закінчені складові частини, а саме: вузол подільників вхідних напруг, вузол комутації, блок аналого-цифрового перетворення, блок обчислення параметрів якості електричної енергії зі схемами внутрішньої пам'яті та зовнішнього інтерфейсу, блок індикації, регулювання та перевірку параметрів аналізаторів якості електричної енергії виконують послідовно в часі в кілька етапів, на першому етапі проводять попередній вхідний контроль складових частин, на другому етапі проводять контроль технічних параметрів складових частин за допомогою відповідних спеціалізованих контрольно-вимірювальних стендів (наборів стендів), на наступному етапі, в залежності від результатів перевірки технічних параметрів, проводять збирання складових частин аналізаторів якості електричної енергії та перевірку їх параметрів за допомогою відповідних спеціалізованих контрольновимірювальних стендів (наборів стендів), у випадку відповідності параметрів аналізаторів якості електричної енергії нормованим в документації U 2 (19) 1 3 43777 4 споживачів в електромережі і може призвести до визначають систематичні похибки параметрів занепоправних збоїв різних приладів, наприклад, стосованих комплектуючих виробів, на основі випристроїв з числовим програмним управлінням, явлених систематичних похибок параметрів випередавачів сотового зв'язку, тощо. значають величини необхідних змін підборних В договорах між споживачами електричної елементів, на одному з етапів проводять контроль енергії та її постачальниками вказується (шляхом технічних параметрів складових частин за допомопосилання на ГОСТ 13109-97 "Электрическая гою відповідних спеціалізованих контрольноэнергия. Совместимость технических средств вимірювальних стендів (наборів стендів), на наэлектромагнитная. Нормы качества электрической ступному етапі, в залежності від результатів переэнергии в системах электроснабжения общего вірки технічних параметрів, складові частини подіназначения") з якими параметрами якості має бути ляють на (2m+1) підкласів точності з індексами від поставлене електроживлення. Тому у взаємовідмінус т до плюс т, величину т визначають за форносинах між суб'єктами договорів на постачання мулою m = ( DC / 2dC - 1), де D Х - нормована веелектричної енергії дуже важливе значення налеличина допускової зони основного параметру жить засобам вимірювальної техніки - аналізатоскладової частини, d Х - ширина допускової зони рам якості, що забезпечують визначення нормоосновного параметру складової частини кожного ваних показників якості електричної енергії з підкласу точності, кожний лічильник електричної допустимими похибками. енергії комплектують складовими частинами таким Регулювання та перевірка аналізаторів якості чином, щоб сума підкласів точності всіх складових електричної енергії при їх виготовлені на відповідчастин була близькою до нуля, на черговому етапі ність технічним вимогам в об'ємі приймальнопроводять збирання складових частин лічильників здавальних випробувань може відбуватись як за електричної енергії та перевірку їх параметрів за допомогою еталонних зразків виробів, коли фіксудопомогою відповідних спеціалізованих контрольють ряд відлікових точок вихідних параметрів етано-вимірювальних стендів (наборів стендів), у вилонного приладу та приладу, що перевіряється, і падку відповідності параметрів лічильників електна основі їх порівняння визначають напрямок реричної енергії нормованим в документації гулювальних операцій, так і із застосуванням спезначенням переходять до наступного етапу, в інціалізованих контрольно-вимірювальних стендів, шому випадку проводять регулювальні операції що призначені для перевірки як складових частин, відповідно до настанов документації і проводять так і аналізаторів якості електричної енергії в ціповторну перевірку параметрів складових частин лому. лічильників електричної енергії, на останньому Відомий приклад застосування першого споетапі проводять кліматичні випробовування лічисобу регулювання та перевірки (див. патент льників електричної енергії в діапазоні нормованих №2042143 RU „Пристрій для регулювання індукробочих температур, за результатами яких приційних лічильників електроенергії", статтю Гінніяймають рішення про відповідність лічильників елетуллін І.А., Сергеев СР. "Эталонные средства изктричної енергії вимогам технічних умов. мерений в низковольтной электроэнергетике", Мир На відміну від лічильників електричної енергії измерений, №№11-12, 2003), за яким регулювалькількість складових частин аналізаторів якості еленику візуально показують величину і напрямок ктричної енергії є меншою, а їх складність (за вивідхилення параметру від еталону. ключенням програмного забезпечення) - нижчою, До позитиву такого способу регулювання можтому розбиття складових частин на підкласи вимана віднести його наглядність, а до недоліків гає значних часових затрат та високої кваліфікації складність забезпечення візуалізації для великої обслуговуючого персоналу та/або ускладнення кількості параметрів, що є характерним для аналіспеціалізованих контрольно-вимірювальних стензаторів якості електричної енергії, великі часові дів (наборів стендів). У той же час, ураховуючи затрати, що недопустимо при великому серійному потенційні можливості сучасної апаратури та контвиробництві, необхідність наявності висококвалірольно-вимірювальних стендів, є можливість знафікованих кадрів. чно прискорити процеси регулювання та перевірки Найбільш близьким по своїй технічній суті до параметрів продукції, зокрема, аналізаторів якості пропонованого технічного рішення є спосіб регуелектричної енергії, забезпечуючи одночасно підлювання та перевірки параметрів лічильників елевищення точності вимірювань. ктричної енергії під час їх виробництва (див. паВ основу створення корисної моделі поставтент № 38329 UA), за яким лічильники електричної лена задача зменшення часових витрат під час енергії поділяють на функціонально закінчені виготовлення, регулювання і перевірки параметрів складові частини, а саме, трансформатори струму, та зменшення похибок вимірювання під час ексдатчики струму, блок аналого-цифрового перетвоплуатації аналізаторів якості електричної енергії, рення, блок формування та підрахунку лічильних зниження необхідної кваліфікації виробничого пеімпульсів із схемою зовнішнього інтерфейсу, лічирсоналу. льний пристрій - індикатор, регулювання та переЗазначена задача вирішується тим, що в сповірку параметрів лічильників електричної енергії сіб виготовлення аналізаторів якості електричної виконують послідовно в часі в кілька етапів, на енергії, за яким аналізатори якості електричної першому етапі проводять попередній вхідний коненергії поділяють на функціонально закінчені троль складових частин, який доповнюють запусскладові частини, а саме, вузол подільників вхідком пробної партії лічильників електричної енергії них напруг, вузол комутації, блок аналогоіз складовими частинами, виготовленими з комцифрового перетворення, блок обчислення параплектуючих виробів вибірково вибраних з партії, 5 43777 6 метрів якості електричної енергії зі схемами внутвибраного режиму вимірювань яких фіксовано рішньої пам'яті та зовнішнього інтерфейсу, блок змінюють в межах діапазону гранично допустимих індикації, регулювання та перевірку параметрів значень, вказаних в нормативних документах, віданалізаторів якості електричної енергії виконують повідність параметрів аналізаторів якості електрипослідовно в часі в кілька етапів, на першому етапі чної енергії нормованим в документації значенням проводять попередній вхідний контроль складових визначають шляхом порівняння зафіксованих значастин, на другому етапі проводять контроль техчень параметрів і показників блоку індикації, енернічних параметрів складових частин за допомогою гоживлення тієї частини спеціалізованих контровідповідних спеціалізованих контрольнольно-вимірювальних стендів (наборів стендів), що вимірювальних стендів (наборів стендів), на напризначені для формування стимулюючих сигнаступному етапі, в залежності від результатів перелів, забезпечують від високоякісного джерела елевірки технічних параметрів, проводять збирання ктроживлення, в якості високоякісного джерела складових частин аналізаторів якості електричної електроживлення використовують акумуляторну енергії та перевірку їх параметрів за допомогою батарею. відповідних спеціалізованих контрольноКорисна модель пояснюється фіг. 1, на якій вимірювальних стендів (наборів стендів), у випадзображено можливий варіант поділу виготовлення ку відповідності параметрів аналізаторів якості аналізаторів якості електричної енергії на складові електричної енергії нормованим в документації частини, та фіг. 2, на якій представлено варіант значенням переходять до наступного етапу, в інпобудови спеціалізованого контрольношому випадку проводять регулювальні операції вимірювального стенду, за допомогою якого реалівідповідно до настанов документації і проводять зують запропонований спосіб виготовлення аналіповторну перевірку параметрів аналізаторів якості заторів якості електричної енергії. електричної енергії, на останньому етапі провоАналізатори якості електричної енергії можуть дять кліматичні випробовування аналізаторів якобути поділені на функціонально закінчені складові сті електричної енергії в діапазоні нормованих рочастини, як мінімум, на вузол подільників вхідних бочих температур, за результатами яких напруг 1, що забезпечує нормування напруг елекприймають рішення про відповідність аналізаторів тричної мережі до діапазону, допустимого для наякості електричної енергії вимогам технічних умов, ступних складових частин аналізаторів якості елезгідно з корисною моделлю регулювальні операції ктричної енергії, вузол комутації 2, що забезпечує та перевірки параметрів аналізаторів якості електвибір режимів роботи приладу та необхідне для ричної енергії в зборі на відповідних етапах виговибраного режиму роботи часову комутацію нортовлення для різних режимів вимірювань, котрі мованих вхідних сигналів, блок аналого-цифрового задають за допомогою вузла комутації, проводять перетворення 3, що забезпечує з необхідним чаз використанням сформованих на відповідних спесовим тактом переведення значень аналогових ціалізованих контрольно-вимірювальних стендах нормованих вхідних сигналів в цифровий вид, (наборах стендів) стимулюючих сигналів, які підблок обчислення параметрів якості електричної ключають до вузла подільників вхідних напруг енергії 4, який за допомогою вбудованого програаналізаторів якості електричної енергії і контромного забезпечення обчислює значення шуканого льовані параметри для вибраного режиму вимірюпараметру вибраного режиму роботи, яке може вань яких фіксовано змінюють в межах діапазону бути збережено схемою внутрішньої пам'яті 5 або гранично допустимих значень, вказаних в нормапередано за допомогою схеми зовнішнього інтертивних документах, відповідність параметрів анафейсу 6 назовні для використання або документалізаторів якості електричної енергії нормованим в ції, крім того, чисельна величина значення парадокументації значенням визначають шляхом поріметру одночасно відображається блоком індикації вняння зафіксованих значень параметрів і показ7, де одночасно відображаються і інші необхідні ників блоку індикації, крім того, енергоживлення інформаційні дані. Всі з'єднані складові частини, тієї частини спеціалізованих контрольновзаємодіючи між собою забезпечують виконання вимірювальних стендів (наборів стендів), що припереліку функцій, визначених експлуатаційною значені для формування стимулюючих сигналів, документацією на аналізатори якості електричної забезпечують від високоякісного джерела електенергії. роживлення, причому в якості високоякісного джеДля проведення регулювання та перевірки парела електроживлення використовують акумуляраметрів аналізаторів якості електричної енергії в торну батарею. об'ємі випробувань, що визначені комплектом доДо відмінних від найближчого аналогу ознак кументації, служать відповідні спеціалізовані контзапропонованого способу виготовлення аналізарольно-вимірювальні стендах (набір стендів), що в торів якості електричної енергії належить те, що загальному випадку можуть складатись з мікрорегулювальні операції та перевірки параметрів процесорного блоку 8 з портом обміну даними 9, аналізаторів якості електричної енергії в зборі на через який можна дистанційно управляти парамевідповідних етапах виготовлення для різних режитрами вихідних сигналів стенда та контролювати їх мів вимірювань, котрі задають за допомогою вузла поточні характеристики, формування набору харакомутації, проводять з використанням сформовактеристик вихідних сигналів стенда можливе також них на відповідних спеціалізованих контрольноза допомогою клавіатури вузла управління 10, вимірювальних стендах (наборах стендів) стимузабезпечуючи відповідні цифрові потоки даних на люючих сигналів, які підключають до вузла подільтрьох гальванорозв'язаних шинах даних 11, з яких ників вхідних напруг аналізаторів якості електричв блоці цифро-аналового перетворення 12 форної енергії і контрольовані параметри для муються низьковольтні еквіваленти трьохфазної 7 43777 8 електричної мережі з відповідними фазовими зсузафіксовано систематичне відхилення, то за довами. Підсилення низьковольтних еквівалентів до помогою технологічного програмного забезпеченрівня номінальних значень трьохфазної електричня спеціалізованих контрольно-вимірювальних ної мережі забезпечується вузлом вихідних підсистендів (наборів стендів) до вбудованого програмлювачів 13. Як блок цифро-аналового перетвоного забезпечення аналізаторів якості електричної рення 12, так і вузол вихідних підсилювачів 13 енергії вводять необхідні коректувальні поправки, отримують електроживлення від окремого переякі мінімізують вказані систематичні відхилення творювача та стабілізатора напруг 14, на вхід якорезультатів вимірювання. го надходить вихідна напруга високоякісного джеОчевидно, що правильність коректувальних рела електроживлення 15. поправок залежить не лише від схемотехнічних та Запропонований спосіб здійснюється таким програмних рішень аналізаторів якості електричної чином. З комплектуючих елементів, що проходять енергії, але і від точності встановлення параметрів вхідний контроль перед використанням, виготовкерованих тестових стимулюючих впливів, що заляють складові частини 1-7 аналізаторів якості безпечуються спеціалізованими контрольноелектричної енергії та перевіряють вихідні паравимірювальними стендами (наборами стендів). В метри складових частин за допомогою відповідних таблиці З ГОСТ 13109-97 визначені класи точності спеціалізованих контрольно-вимірювальних стензасобів вимірювальної техніки для визначення тих дів (наборів стендів). В зв'язку з тим, що вузол чи інших параметрів якості електричної енергії. подільників вхідних напруг 1 та вузол комутації 2 є Відповідно до цього вибирається розрядність вихівідносно простими з точки зору схемотехніки, то дних даних блока аналого-цифрового перетворенперевірка їх параметрів може вилитись, наприня 3 (звичайно 10-12 розрядів). Для зведення клад, в просте визначення опорів між відповідними практично до нуля не відповідності реальних паконтактами цих вузлів при переборі всіх положень раметрів якості сформованих керованих тестових органів регулювання вузла комутації 2 на відповістимулюючих впливів вибраним органами вузла дність таблиці опорів комплекту документації. управління 10 спеціалізованих контрольноБлок аналого-цифрового перетворення 3 та вимірювальними стендів необхідно забезпечити блок індикації 7 є більш складними схемотехнічформування мікропроцесорним блоком 8 цифроними пристроями, тому для них може бути провевих еквівалентів таких стимулюючих впливів (гадена вибіркова перевірка на функціонування. Для льванорозв'язані шини 11) з розрядністю, що заперевірки блока обчислення параметрів якості безпечує величину градації, як мінімум, на порядок електричної енергії 4, а також його функціональнижчою, ніж шуми аналого-цифрового перетвоних частин (схеми внутрішньої пам'яті 5 та схеми рення в блоці аналого-цифрового перетворення З, зовнішнього інтерфейсу 6) може бути застосована що приводить до величини розрядної сітки даних підпрограма самотестування вбудованого програ14 - 16 розрядів на гальванорозв'язаних шинах 11 много забезпечення. та відповідної розрядності апаратури блока цифПри позитивних результатах випробувань ро-аналового перетворення 12. Для забезпечення складових частин 1-7 їх відправляють на збирання мінімальних спотворень аналогових низьковольтаналізаторів якості електричної енергії, у випадку них еквівалентів трьохфазної електричної мережі з не відповідності вихідних параметрів складових відповідними фазовими зсувами на виході блока частин 1-7 нормованим в комплекті документації, цифро-аналового перетворення 12, а також на визначають причини невідповідності, забезпечувиході вузла вихідних підсилювачів 13, напруги ють усунення цих причин та проводять повторну електроживлення цих вузлів формуються в окреперевірку параметрів, або бракують складову часмому перетворювачеві та стабілізаторі напруг 14, тину 1-7, якщо причини невідповідності параметрів що забезпечуює низьку величину пульсацій та не можуть бути усунені. стабільність номінальних значень напруг електроОскільки складові частини 1-7 аналізаторів живлення блока цифро-аналового перетворення якості електричної енергії є сукупністю функціона12 та вузла вихідних підсилювачів 13. Досягти нельно закінчених пристроїв є можливість проводити обхідних параметрів цих напруг електроживлення перевірку їх параметрів одночасно на всіх складоможливо, враховуючи малий струм споживання, вих частинах, що значнозменшує часові затрати. що забезпечується високоомністю вхідних опорів Аналізатори якості електричної енергії в зборі аналізаторів якості електричної енергії (для випроходять перевірку в об'ємі приймальноключення можливих впливів на параметри якості здавальних випробувань за допомогою призначеелектричної мережі під час вимірювань), а також них для цих перевірок відповідних спеціалізованих використанням високоякісного джерела електроконтрольно-вимірювальних стендів (наборів стенживлення 15, що забезпечує малі пульсації та стадів). На входи аналізаторів якості електричної більність номінального значення вхідної напруги енергії подають керовані тестові стимулюючі перетворювача та стабілізатора напруг 14. Очевивпливи, наприклад, тестові електричні сигнали, дно, що мінімум пульсацій може бути забезпечено еквівалентні напругам трьохфазної електричної використанням акумуляторної батареї, як наймережі з заданими параметрами якості, за допобільш високоякісного джерела електроживлення могою показань блока індикації 7 при візуальному 15. контролі, або зовнішнього монітора при дистанційТаким чином, зафіксовані на вузлі управління ному контролі за допомогою схеми зовнішнього 10 або дистанційно через порт обміну 9 мікропроінтерфейсу 6 визначають заміряні параметри якоцесорного блока 8 передані значення відповідних сті електричної енергії. Якщо між рядом заданих параметрів якості електричної енергії (у межах параметрів якості електричної енергії та заміряних фіксуються в мікропроцесорному блоці 8, вбудо 9 43777 10 ваним програмним забезпеченням мікропроцесорвальних поправок (при наявності позитивного реного блока 8 трансформуються відповідні часові, зультату перевірок), на останньому етапі виготовчастотні, амплітудні спотворення сигналів "ідеальлення проводять кліматичні випробовування ної" трьохфазної електричної мережі, що з висоаналізаторів якості електричної енергії в діапазоні кою (як мінімум на порядок вищою від точності нормованих робочих температур, за результатами аналізатора якості електричної енергії) точністю яких приймають рішення про відповідність аналівідповідають заданим значенням параметрів якосзаторів якості вимогам технічних умов. Цими виті електричної енергії. пробуваннями забезпечується пришвидшений У такому випадку до вбудованого програмного прохід періоду ранніх відмов комплектуючих елезабезпечення аналізаторів якості електричної енементів (періоду притирання), що не допустить до ргії будуть введені коректувальні поправки, які споживача вироби з потенціально можливими відзабезпечать найменші систематичні відхилення мовами. результатів вимірювання. Для реалізації пропонованого способу виготоОскільки основний об'єм робіт, пов'язаний з влення аналізаторів якості електричної енергії формуванням керованих тестових стимулюючих створення відповідних складових частин спеціалівпливів, забезпечується апаратурою відповідних зованих контрольно-вимірювальними стендів (наспеціалізованих контрольно-вимірювальними стеборів стендів) можливе з відомих в техніці комплендів (наборів стендів), а на обслуговуючий персоктуючих виробів або вузлів, тому практична нал, в основному, покладено функції встановленреалізація запропонованої корисної моделі не виня тестових значень параметрів та фіксації кликає сумнівів. результатів вимірювань, це призведе до мінімальОтже, запропонована корисна модель дозвоного впливу людського фактору на результати ляє значно зменшити часові витрати під час вигоперевірки параметрів і дозволить знизити необхідтовлення, регулювання та перевірки параметрів ну кваліфікацію обслуговуючого персоналу, а тааналізаторів якості електричної енергії, зменшити кож значно зменшити часові затрати на регулюпохибки вимірювання під час експлуатації аналізавання та перевірку параметрів аналізаторів якості торів якості електричної енергії, знизити необхідну електричної енергії. кваліфікацію виробничого персоналу. Закінчивши перевірку параметрів аналізаторів якості електричної енергії після введення коректу Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601