Фильтр прямой (обратной) последовательности импульсов Советский патент 1984 года по МПК H02H3/00 H02H3/34 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в релейной защите электрических систем Известны фильтры прямой (обратной последовательности импульсов, построенные на фазосмещающих цепях, состояс;их из резисторов и конденсато ров или дросселей Щ. Однако этим фильтрам присущи погрешности, обусловленные т/ехнологическими, температурными и иными отклонениями параметров элементов фазо смещающих цепей и зависимостью сдвига фаз от частоты сети. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является фильтр прямой (обратной) последовательности импульсов, содержащий первый, второй и третий каналы, выходы которых соединены с входами оконечно го сумматора, и генератор опорного сигнала, в котором каждый канал содержит последовательно соединенные широтно-импульсный модулятор, элемент И и делитель частоты, выход которого является выходом канала, причем первые входы широтно-импульсных модуляторов второго и третьего каналов соединены соответственно с первой, второй и третьей фазами входног сигнала, а вторые входы подключены к выходу генератора опорного сигнала и входу распределителя импульсов, первьй, второй и третий выходы которото подключены к вторым входам элементов И соответственно, в первом, втором и третьем каналах, при этом . третьи входы элементов И подключены к выходу генератора высокой частоты а первьй выход распределителя импуль сов через одновибратор соединен с управляющим входом С5 мматора 2j . Однако с изменением частоты сети величина сигнала на выходе известног устройства изменяется (методическая частртная погрешность). Цель изобретения - уменьшение час тотной погрешности. Поставленная цель достигается тем, что в фильтре прямой (обратной последовательности импульсов, содержащем первый, второй и третий каналы, выходы которых соединены соответ ственно с первым, вторым и третьим входами сумматора, и генератор опорного сигнала, каждьй канал содержит первьй, второй и третий умножители, шсрды которых подключены соответственно к первому, второму и третьему входам промежуточного сумматора данного канала, к выходу которого подключены последовательно соединенные заграждающий фильтр, фильтр нижних частот и квадратор, выход которого является выходом канала, причем генератор опорного сигнала выполнен трехфазным, первые входы первого, второго и третьего умножителей всех . каналов соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами устройства, вторые входы первого умножителя первого канала, третьего умножителя второго канала и второго умножителя третьего канала соединеныс первым выходом генератора опорного сигнала, второй выход которого соединен с вторыми входами второго умножителя первого канала, первого умножителя второго канала и третьего умножителя третьего канала, а третий выход соединен с вторыми входами третьего умножителя первого канала, второго умножителя второго канала и первого умножителя третьего канала. На чертеже приведена структурная схема фильтра прямой (обратной) последовательности импульсов. Устройство содержит первьй 1,второй 2 и третий 3 каналы, входы которых соединены с фазами входного сигнала, а выходы подключены соответственно к первому, второму и третьему входам сумматора 4, а также генератор 5 опорного сигнала. Каждьй из каналов 1-3 содержит первьй, второй и третий умножители 6-8 (9-11, 12-14), причем первые входы первых умножителей 6, 9 и 12 соединены с первой фазой, первые входы вторых умножителей 7, 10 и 13 соединены с второй фазой и первые входы третьих умножителей 8 11 и 14) соединены с третьей фазой входного сигнала. Кроме того, каждьй из каналов 1-3 содержит промежуточный сумматор 15(16, 17), первый, второй, и третий входы которого соединены с выходами соответственно первого, второго и третьего умножителей данного канала, а к выходу подключены последовательно соединенные заграждающий фильтр 18(19,20), i фильтр нижних частот 21(22, 23) и квадратор 24(25, 26), выход которого является выходом данного канала. 3 - 11 Вторые входы умножителей 6, 11 и 13 соединены с первым выходом генератора 5, второй выход которого подклю чён к вторым входам умножителей 7, 9 и 14, а третий выход подключен к вто рым входам умножителей 8, 10 и 12. Аналоговые умножители, квадраторы сумматоры и частотные фильтры строятся на основе операционных усилителей Трехфазный генератор опорного сигнал также может быть выполнен на операционных усилителях. В отдельных случаях, когда определению подлежат симметричные составляющие токов, а линейные напряжения сети практически симметричны, последние могут вьтолнять функцию опорного сигнала. Тогда необходимость в отдельном генераторе - отпадает. Простое переключение фаз в и с генератора 5 преобразует фильтр прямойпоследовательности иьтульсов в фильтр обратной последовательности импульсов. Необходимо, чтобы сигналы трех фаз генератора 5 были смещены один относительно другого на 2 и /3. Его частота особой роли не играет, поэтояу она может не быть стабильной. Наилучшая форма сигнала - синусоидальная, хотя это-условие не обязательно желательно, чтобы входной сигнал:х(с) и опорный f(t) не содержали одинаковых гармоник. Фильтр прямой последовательности импульсов работает следующим образом Умножители 6-8 канала 1 формируют сигналы (t)x(t)%(t), 6 А,В,С. Если й) - угловая частота сети, а СОг- генератора 5, то в сигналах УЛ(t) особо подчеркнуты колебания разностной C«)cOg-Ur суммарной йЗ (Of. 4- Of частот. Полоса затухания заграждакнцих филь тров 18-20 выбрана из расчета надежкого подавления колебания суммарной частоты (j3, при всех возможных ее отклонениях. Фильтр 21 нижних частот устраняет колебания, обусловленные разными гармониками, содержащимися, возможно, в сигналах x(t) и ) Предположим, что входные величины содержат все три последовательности основной частоты: Хб ( t) Хт, S in (0) )+Х„ Sin((0 ) otp (t; +2t/3. PA+2ir/3, iiic otA+2n/3 PC , 54 а сигналы генератора 5 синусоидальны f(t)sin((), Ve Vft-2f/3, Ц.. В этом случае 4Alth xm,COe(u).t + OLA-Qi.(u,t+ -« fc+MA)+V,jC05((0.t+pA-M AVXmjC05(cOtl F Vx moCo5lu J-VAV moC05((.VA); УвW ) + Xm2C09(c0. ,2С05(ыД+{3ft- VftV Xr«oCOB( + )-XwoC06(u.t +Jf t(A ) ., (c(,.-.,cos( 4о6д4фАИ1Г|3 X,co5(wjt + fiA-VA-4i l3)., -Xrt,cos(oJ+t + f5A+VO -x co5(a)--t-vjf-VA-M|)-XrY,oCu5iU}+ttJf + )l. В сумматоре 15 взаимно гасятся ко лебания прямой последовательности суммарной частоты, обратной последовательности разностной частоты и нулевой последовательности обеих частот. Остаются колебания прямой после довательности суммарной частоты: (,,cos( H tA-|A - m2COs(w t+pA+{,A) Заграждающий фильтр 18 ослабляет колебание обратной последовательности частоты со. до пренебрежимо малого уровня. Если в величинах x(t) или f(j(t) присутствуют еще и высшие гармоники, то на выходе умножителей 6-8 и сумматора 15 возникают колебания более высокого порядка, чем и . Они проходят через заграж„ , .„ Г f ® подавляются Фильтром 21 нижних частот. Таким образом, на вход квадратора 24 поступает только сигнал прямой последовательности разностной частоты и(t)(w t+etA-lj)). Каналы 2 и 3 отличаются от канала 1 только значением угла ( . Поэтому в канале 2 ,°s((-(), а в канале 3 (t) (ы.t -otд-9д- ).

ФИЛЬТР ПРЯМОЙ (ОБРАТНОЙ) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСОВ, содержащий первый, второй и третий каналы, выходы которых соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами сумматора, и генератор опорного сигнала, отличающийся тем, что., с целью уменьшения частот ной погрешности, каждьй канал содержит первый, второй и третий умножи- . тепи, выходы которых подключены соответственно к первому, второму и третьему входам промежуточного сумматора данного канала, к выходу которого подключены последовательно соединенные заграждающий фильтр, фильтр нижних частот и квадратор, выход которого является выходом канала, причем генератор опорного сигнала выполнен -трехфазным, первые входы первого, второго и третьего умножителей всех каналов соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами устройства, вторые входы первого умножителя первого канала, третьего умножителя второго канала и второго г умножителя третьего канала соединены с первым выходом генератора опорного сигнала, второй выход.которого соединен с вторьми входами второго умножителя первого канала, первогоумножителя второго канала и третьего умножителя третьего канала, и третий выход соединен с вторыми входами умножителя первого канала, второго умножителя второго канала и первого умножителя третьего канала.