Преобразователь синусоидальных величин для релейной защиты Советский патент 1988 года по МПК H02H3/38 

сл

05 ;0

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите и автоматике энергосистем, и может быть использовано в дистанционных токовых защитах, избирателях АПВ и т.п., выполненных на основе микропроцессорных структур.

Цель изобретения - повышение устойчивости и надежности.

На фиг. 1 представлена структурная схема преобразователя для трехфазной контролируемой сети; на фиг. 2 - временные диаграммы работы преобразователя.

Преобразователь синусоидальных величин для релейной защиты содержит по числу входных величин датчики 1 тока и напряжения, фильтр 2 напряжения прямой последовательности с элементом памяти, подключенный своими входами к выходам датчиков 1 напряжения фаз, первый формирователь 3 импульсов и второй формирователь 4 импульсов с фазоповоротной схемой, подключенные к выходу фильтра 2 напряжения прямой последовательности с элементом памяти, третий формирователь 5 импульсов и элемент 6 задержки, включенные последовательно, причем вход третьего формирователя 5 импульсов подключен к выходу первого формирователя 3 импульсов, по числу датчиков 1 тока и напряжения - первые 7 и вторые 8 фазочувствительные выпрямители, подключенные первыми входами к выходам первого формирователя 3 импульсов и второго формирователя 4 импульсов с фазоповоротной схемой, а вторыми входами - к выходам каждого датчика 1, первые 9 и вторые 10 интеграторы, подключенные информационными входами к выходам фазочувст- вительных выпрямителей 7 и 8 соответственно, первые 11 и вторые 12 ключевые элементы, подключенные входами к выходу элемента 6 задержки, а выходами к управляющим входам первого 9 и второго 10 интеграторов, элементы 13 и 14 выборки-хранения, информационные входы которых подключены к выходам интеграторов 9 и 10, а управляющие входы - к выходу третьего формирователя 5 импульсов, коммутатор 15, входы которого подключены к выходам элементов 13, 14 выборки-хранения, и аналого-цифровой преобразователь 16, подключенный к выходу коммутатора 15. Блоки 7-14 объединены в блок 17 преобразования.

Преобразователь синусоидальных величин для релейной защиты работает следующим образом.

На выходе фильтра 2 выделяется напряжение прямой последовательности Oi, которое фильтруется и запоминается на некоторое время активным полосовым фильтром с высокой добротностью, настроенным на про- мыщленную частоту, который входит в состав блока фильтров 2. На выходе формирователей 3 и 4 формируются поляризующие прямоугольные импульсы напряжений Ua и U4, сдвинутых на 90 эл. град. (фиг. 2). Формирователь 5 формирует кратковременные импульсы по фронту изменения напряжения Us (для случая двухполупериодного преобразования он формирует импульсы как по

положительному, так и по отрицательному фронту). Элемент 6 задержки формирует кратковременные импульсы по фронту окончания импульсов с выхода формирователя 5. Диаграммы на фиг. 2 приведены для случая напряжения UA, совпадающего

по фазе с напряжением Us. При этом на выходах фазочувствительных выпрямителей 7 и 8 формируются 1апряжения U и Us, а на выходах интеграторов 9 и 10 - пропорциональные им напряжения Ug и Uio.

В моменты времени t , |§, щ,... на выходе формирователя 5 формируются кратковременные импульсы, разрешающие выборку сигналов с помощью элементов 13 и 14 выборки-хранения. При этом на выходах эле0 ментов 13 и 14 выборки-хранения формируются напряжения Ui3 и Uu, равные значениям напряжений Ug и Uio в указанные моменты времени. Для рассматриваемого случая напряжение Uis (косинусная составс ляющая) равно амплитуде напряжения Ug, а напряжение Uu (синусная составляющая) равно нулю. Так как длительность импульсов, формируемых на выходах формирователя 5 и элемента 6 задержки, значительно меньше полупериода промышленной час0 тоты, то влиянием последней на временной диаграмме можно пренебречь.

В интервалах времени между выборками напряжения Uu и UH на выходах элементов 13 и 14 выборки-хранения практи5

чески не изменяются по величине. После

окончания импульса на выходе формирователя 5 на выходе элемента 6 задержки формируется кратковременный импульс, который через ключевые элементы 11 и 12 обеспечивает начальную установку интеграторов

0 9 и 10. При установившемся значении величины UA напряжения Uis и Ui4 не изменяются, а в переходном режиме они изменяются ступенчато через время, равное 1/2 периода промышленной частоты.

5 Таким образом, на выходах блока 17 преобразования фазы А формируются напряжения, пропорциональные активной и реак- т ивной составляющим вектора напряжения ОА, которые преобразуются в цифровую фор- .му с помощью коммутатора 15 и аналого0 цифрового преобразователя 16.

Особенностью работы преобразователя является то, что обеспечивается одновременность выборки сигналов. При этом погрешность измерения, обусловленная неодновременной выборкой сигналов, исключается пол5 ностью. Поскольку выборка сигналов производится в определенное время, кратное 1/2 периода промышленной частоты, а интегрирование сигналов - в течение этого времени.

то точность преобразователя повышается т- за уменьшения погрешности, обусловленной некачественным сглаживанием измеряемых напряжений, и не зависит от величины переменной составляюш,ей на выходе фазочувст- вительного выпрямителя. При этом интегральное значение сигнала во время интегрирования, кратное периоду или 1/2 периода промышленной частоты, пропорционально среднему значению величин и практически не зависит от уровня пульсаций, а быстродействие преобразователя повышается и не превышает 10 мс. Точность преобразования не зависит от количества выборок и соответствует точности цифрового преобразования с бесконечным количеством выборок, что повышает устойчивость и надежность комплекса.

Формула изобретения

Преобразователь синусоидальных величин для релейной защиты, содержащий по числу входных величин датчики тока и напряжения, выходы которых электрически соединены с входами элементов выборки-хранения, коммутатор, входы которого подключены к выходам элементов выборки-хранения, а выходы - к входу аналого-цифрового преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости и надежности, в него введены фильтр напряжения

прямой последовательности с элементом памяти, первый формирователь импульсов, второй формирователь импульсов с фазопово- ротной схемой, третий формирователь импульсов, элемент задержки, а также соответственно по числу датчиков тока и напряжения первые и вторые ключевые элементы, интеграторы и фазочувствительные выпрямители, причем входы фильтра прямой последовательности с элементом памяти подключены к выходам датчиков, напряжения фаз, а его выход - к входам первого формирователя импульсов и второго формирователя импульсов с фазоповоротной схемой, выходы которых подключены соот5 ветственно к первым входам первых и вторых фазочувствительных выпрямителей, к вторым входам которых подключен выход каждого датчика, а к выходам - информационные входы первых и вторых интеграторов, управляющие входы которых под0 ключены к выходам первых и вторых ключевых элементов, а выходы - к информационным входам элементов выборки- хранения, управляющие входы которых подключены к выходу третьего формирователя

5 импульсов, вход которого подключен к выходу первого формирователя импульсов, а выход - к входу элемента задержки, выход которого подключен к входам первых и вторых ключевых элементов.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите и автоматике энергосистем. Цель изобретения - повышение устойчивости и надежности преобразования. Преобразователь содержит по числу входных величин датчики 1 тока и напряжения, фильтр 2 напряж.ения прямой последовательности с элементом памяти, формирователь 3 импульсов, формирователь 4 импульсов с фазоповоротной схемой, формирователь 5 импульсов, элемент 6 задержки, фазочувствительные выпрямители 7 и 8, интеграторы 9 и 10, ключевые элементы 11 и 12, элементы 13 и 14 выборки-хранения, коммутатор 15 и аналого-цифровой преобразователь 16. Блоки 7-14 объединены в блок 17 преобразования. 2 ил.

1 Л

s

%

2Л

3Jl

2ft

j;r

at

cJt

3W

Sii/2

t

jt