Способ контроля фазы электрических переменных величин Советский патент 1979 года по МПК G01R25/00 H02H3/26 

(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ФАЗЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПЕРЕМЕННЫХ

ВЕЛИЧИН между двумя электрическими величинаivM. При этом пёремённые токи или на пряжения ограничиваются, а при помощи индикаторов нулевых точек определяется их прохождение через нуль. Выделенные отсюда импульсы и их сдви относительно друг друга обрабатЕйвают в логической схеме. Целью изобретения является повыше ние точности контроля. Поставленная цель достигается тем что в способе контроля фазы электрических переменных величин путем преобразования их в серии прямоугольных импульсов, одну из двух серий преобразованных импульсов сдвигают вперед по фазе на определенный фазовый угол до совпадения прямоугольных импульсо обеих серий друг с другом,причем получают опорное напряжение путем интегрирования пачки треугольных импульсов, выделенных при сдвиге по фазе одной из серий ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ииртульсов, и полученное опорное напряжение .подают на сравнивающую логическую схему, посылающую импульс отключения при превышении допустимого фазового угла. Кроме того, в случае применения в симметричной системе любые две сдвинутые на 90° переменные электри ческие величины преобразуют в серий прямоугольных импульсов, и одну из . измеряемых величин сдвигают вперед по фазе на 90° до совпадения прямоугольных импульсов между собой, и такие пары серий вместе с соответствующими опорными напряжениями, име ющими общее управление, подают на логические схемы, выходные сигналы которых после прохождения логической схемы ИЛИ выдают импульс отключения. Для определения знака фазового угла сдвига одну из серий прямоугольных импульсов укорачивают, другуй инвертируют,.сравнивают логически на схемах И серии укороченных прямоугольных импульсов и другой серии инвертированных и неинвертированных прямоугольных импульсов друг с другом , полученные с логических схем вигналы подают на триг:герную схему, по изменению знака на выходе которой определяют полярность фазового сдвига. В основе изобретения лежит задача сигнализаций путем сравнения фазовых положений контролируемых напряжений и токов друг с другом и их отклонения от заданного фазового положения внутри регулируемого диапазона допус ков.; ,-...- , . ,,,.L „-.„, Для определения отклонения двух электрических синусоидальных величин от определенного в нормальном состоя ний фазового угла синусоидальные величины сначала преобразуются в после доватейЬности прямоугольных импульсов . Одна из двух серий преобразованных импульсов постоянно поворачивается на определенный фазовый угол так, что последовательности прямоугольнь1х импульсовсовпадают. Обе последовательности прямоугольных импульсов, перекрывающиеся в нормальном СОСТОЯНИИ фазового угла, и дополнительное опорное напряжение Подаются на логическую схему сравнения. Опорное напряжение служит для регулирования допусков фазового угла и получается при помощи модуляционного устройства с подключенным индикатором уровня напряжения из последовательности пилообразного напряжения, получаемого в результате вращения фазы. Логическая схема выдаёт при отклЪнении от допустимого фазового угла импульс запуска. Для контроля симметрии трехфазной системы каждая из двух переменных величин, сдвинутых одна относительно другой в cW4:ae симметрии на фазовый угол 90°, преобразуется в двух устройствах в последовательности прямо-, угольных импульсов. Та или иная измеряемая величина поворачивается на фазовый угол 90°, пока последовательности прямоугольных импульсов соответственно перекрываются одна с другой. Последовательности прямоугольних импульсов, перекрывающиеся в нормальном состоянии фазового угла, с опорными напряжениями подаются на соответствующие, логические схемы. Для опорных напряжений предусмотрено Общее управление. Логические схемы выдают при отклонении от допустимой несимметрии тот или иной импульс запуска, которые объединяются при помощи логической схемы ИЛИ/ так что из-обеих схем получается один импульс запуска. Последовательности прямоугольных импульсов электрических синусоидальных Величин для определения знака фазового сдвига подаются на триггер, который синхронизуется одной из этих импульсных последовательностей прямоугольной формы, а его входы нагружены другой последовательностью прямоугольных импульсов. Цифровые сигналы логических схем для оценки при испЪльзовании в устройствах защиты и измерений могут подвергаться обработке при помощи вычислительной машины. При помощи предлаг аемого способа сигнализируется и индицируется сдвиг и вид сдвига от определенного фазового положения элeктpичeJCKиx переменных величин внутри заданного диапазона допусков. На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для осуществления предлагаемого способа на фиг.2 отдельные импульсные последовательности, где и, - Ufo - напряжения, получаемы в разных точках схемы. На два индикатора нулевых точек Аи F, показанных на фиг. 1 и сдвину тых для нормального состояния фазового угла на 90° по фазе, подаются симметричные относительной нулевой точки напряжения {} и и, . Они образуют две последовательности прямоугольных импульсов, сдвинутые на 90 с отношением длительности импульса к периоду равным 1:1. Последовательность прямоугольных импульсов и, относящаяся к Ч,, подается на фазосдвигающую схему на 90°, на выходе которой может быть снята импульсная последовательность Оч, сдвинутая на +90, которая синфазна для нормально го состояния фазового угла с последо вательностью прямоугольных импульсо Ug, полученной из UY. Как уже было предложено, 90° - фазовый сдвиг достигается благодаря тому, что последо вательность прямоугольных импульсов Uj подается на интегратор В (фиг.1), который создает последовательность пилообразных импУЛьсов Uj, а прохож дение через нуль посл.едоватёльности пилообразных импульсов определяется при помощи индикатора С нулевой точки . Полученная последовательность прямоугольных импульсов Оц сдвинута относительно импульсной последовательности Uj, на 90 и подается на модуляционное устройство D. Одновре менно на него подается, постоянное напряжение, регулируемое в, определениях границах. С выхода модуляцион нрго устройства снимается опорное на пряжение Ui«ef Ug, величина, которого зависит от регулируемого постоянного напряжения. Опорное напряжение вместе с последовательностью пилообразны Импульсов Uj, полученной в результа те интегрирования и сдвига фазы на 90°, подается на индикатор Е уровня напряжения. На выходе индикатора Е уровня напряжения получается импульсная последовательность Ug, у которой нулевой сигнал имеет место только в диапазоне прохождения нуля пилообразным напряжением. Ширина нулевого сигнала импульсной последовательности Ue(фиг. 23 определяется регулируемым опорным напряжением. Половина ширины нулевого сигнала характеризует одновременно допустимы фазовый сдвиг. Afjnc между U и Ug, при котором не должно происходить срабатывание устройства или осуществ ление сигнализации. Логическая схема Н (фиг. 1) для срабатывания, осуществляет логические операции наД сигналами Пц, Ug и Ug в соответстви с выражением Ug UgVTJ vUgVU VUg . Если возникает отклонение 6 нормаль;ном состоянии фазового угла, т.е.. фазовый сдвиг & становится больше, чем ДЧги((фиг. 2), то на выходе логической схемы появляется кратковременный нулевой сигнал, который используется для управления триггером Э, который, выдает .импульс запуска U,o . Для контроля симметрии трехфазной системы необходимо модифицировать .способ. Каждое из двух напряжений, , сдвинутых по фазе на 90° в случае симметрии, трехфазной системы подается на свое устройство в качестве входных сигналов, причем каждое устройство представляет собой устройство для обработки измеряемых величин, Импульсы запуска обоих устройств объединяются при помощи логической схемы .ИЛИ так, что для случая несимметрии появляется один импульс запуска с тем, чтобы границы срабатывания обоих устройств„были одинаковы. На оба модуляционных устройства подается одно постоянное напряжение, регулируемое в определенных, границах. Определение ошибки может осуществляться здесь при помощи дополйительного устройства (фиг. 1), которое выдает полярное решение с логической оценкой. При STOM на дополнительное устройство подаются напряжения Оц и Ug обоих устройств. Полярное с1ешение приводит к тому, что прямоугольные импульсы напряжения Оц сокращаются и используются для синхронизации триггера. В качестве сравнивающего напряжения используется напряжение Ug и его отрицание, которые подаются на оба входа Триггера. С вьоходов триггера снимается полярность фазового сдвига..Выходные импульсы проходят через логические схемы, так что каждый появившийся вариант знака может соответствовать определенному решению. Форма обработки сигналов при использовании способа для контроля фазы электрических переменных величин позволяет исполь9овать вычислительные машины для оценки использования в системах защиты и измерительной технике. Формула изобретения 1. Способ контроля фазы злектрических переменных .величин путем преобразования их в серии прямоугольных импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, одну из двух серий преобразованных импульсов сдвигают вперед по фазе на определенный фазовый угол до совпадения прямоугольных импульсов обеих серий друг с другом, причем получают опорное напряжение путем интегрирования пачки треугольных импульсов, выделенных при .сдвиге по фазе одной из серий прямоугольных I , I , ..-.V.; Импульсов; и полученное опорное наП ряжёййё подают riа сравнивающую (y схему; посылающую импульс от1 люче1ни;я| при превышении допустимог ФАГОВОГО угла. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в случае применения в симметричной системе любые две сдвинутые на 90° переменные элек грические величины преобразуют в О1ё1 ийпрямоугольных импульсов, и одн из измеряемы величин сдвигают впере по фазе на 90 до совпадения прямоугольных импульсов между собой,и такие пары серий вместе с соответствуйщиш отторными напряжениями, имеющи Общее управление, подают на логические схемы, выходные cHfHaJm которых пойле прохождения логической схемы . ИЛИ выдают импульс отключения. 6 3. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью определения знака фазового угла сдвига, одну из серий прямоугольных импульсов укорачивают, другую инвертируют, сравнивают логически на схемах И серии. укорочённых прямоугольных импульсов и другой серии инвертированных и неинвертированных прямоугольных импульсов друг с другом, полученные с логических схем сигналы подгиот на триггерную , по изменению знака на выходе которой определяют полярг ность фазового сдвига. Источники информации, принятые во внимание приэкспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 320782, МКИ G 01 R 25/00, 1970.

I

Ывн

i4lLfe.,|||и liil ни .

..1

II.::.