Фильтр симметричных составляющих системы фазных сигналов Советский патент 1982 года по МПК H03H7/18 H02H3/00 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в релейной защите электроустановок от повреждений и ненормальных режимов.

Известны фильтры симметричных составляющих, состоящие из реактивных элементов (индуктивностей, емкостей) , а также активных сопротивлений, определенным образом соединенных 1 .

Однако такие Фильтры обладают малым быстродействием из-за наличия переходных процессов в элементах их схем,а также значительными габаритами.

Наиболее близким к .предлагаемому является устройство, содержащее три каната фильтрации, сумматор, блок управления, генератор тактовых импульсов . Каждый канал фильтрации содержит последовательно включаемые преобразователь сигналов, элемент памяти, блок умножения, делитель кода на три. В качестве преобразователя сигналов используется аналого-цифровой преобразователь. Выход генератора тактовых импульсов соединен Со входом блока управления и управляющими входами преобразователей. Выходы блока управления связаны с управляющими входами элементов памяти, блоков умножения и сумматора 2 .

Известное устройство обладает ловышенным быстродействием, меньшими габаритами, однако большой схемной сложностью.

Цель изобретения - упрощение устройства.

10

Поставленная цель достигается тем, что фильтр симметричных составляющих системы фазных сигналов, содержащий три фазных канала фильтрации, каждый из которых состоит

15 из преобразователя сигнала и делителя частоты на три, сумматор, элемент памяти, блок управления, один из входов которого связан с управляющим входом сумматора, и генератор

тактовых импульсов, выход которого соединен со входом блока управления и управляющими входами преобразователей, снабжен тремя широтноимпульсными, модуляторами, тремя

25 элементамиИJгенератором высокой чистоты, двоично-десятичным счетчиком, распределителем-Формирователем и одновибратором, фазные каналы непосредственно соединены с сум30матором, каждый преобразователь сигналов выполнен в виде последовательно BKnro4aeNttjx широтно-импульсного модулятора и элемента И, ко второму входу которого подсоединен генерато высокой частоты, а выход соединен со входом соответствующего делителя частоты на три, сумматор и элемент памяти выполнены в виде двоич.но-десятичного счетчика, управляюсци вход которого через одновибратор соединен с блоком управления, выполненным в виде распределитёляформирователя, при этом nepBUii, второй и третий выходы распределителя-формирователя соединены с третьими входами элементов И соответственно каналов Лаз А,В,С.

Для выделения обратной последовательности второй и третий выходы распределителя-формирователя соединены с третьими входами элементов И соответственно каналов фаз С.З .

Для выделения нулевой последовательности первый йыход распределителя-формирователя соединен с третьими сзходами элементов И каналов всех фаз, а между выходами фазных каналов и входом счетчика включен вновь введенный сумматор числа импульсов.

На фиг.1 представлен фильтр прямой последовательности, принципиальная схема; на фиг2 - временные диаграммы, поясняющие работу фильтра; на фиг.3 - фильтр обратной последовательности, принципиальная схема; н-а фиг. 4 - фильтр нулевой последовательности.

Фильтр прямой последовательности (фиг.и состоит из трех одинаковых фазных каналов фильтрации. Каждый канал состоит из преобразователя сигналов, в который входят последовательно соединенные широтно-имдтульсный модулятор и элемент И, соответственно для канала фазы А 1 и 2 для канала фазы В 3 и 4, для канала фазы С 5 и б, и делителя 7 и 9 частоты на три соответственно. Кроме.того, общим для всех преобразователей сигналов является генератор 10 высокой частоты, выход которого подсоединен ко вторым входам всех элементов И 2,4 и 6. Выход генератора 11 тактовых импульсов соединен Со входом распределителя-формирователя 12 и управлякхщ ми входами широтно-импульсных модуляторов 1,3 и 5. Выходы делителей 7-9 частоты на три соединены со входом двоично-десятичного счетчика 13. Первый вход рас.пределителя-формирователя 12 соединен через одновибратор 14 с управляющим входом счетчика 13. Первый, второй и третий выходы распределителяф01м«шрователя 12 соединены с третьи ми входами соответственно элементов И 2,4 и 6. ,

Фильтр обратной последовательности (фиг.З) отличается,, от фильтра

прямой последовательности тем, что второй выход распределителя-формирователя 12 соединен с третьим входом элемента И 6, а третий выход распределителя-формирователя 12 соединен с третьим входом элемента И 4.

Фильтр нулевой последовательности (фиг.4; отличается от фильтра прямой последовательности тем, что пеовый выход распределителя-формировэтеля 12 соединен с третьими входами всех элементов И 2,4 и 6, а выходы делителей 7-9 импульсов на три соединены со входом счетчика 13 через сумматор 15 числа импульсов.

Рассмотрим работу фильтра прямой последовательности по временным диаграммам, приведенным на фиг.2 .

Фазные сигналл V.V. помощь ишротно-импульсиых модуляторов 1,3 и 5 преобразуются в импульсные последовательности Длительность т-го импульса на выходе любого модулятора связана с входным сигналом следующей зависимрстью

где Соц-, - нулевой импульс;

цикл преобразований; k - коэффициент модуляции/ Е„- либо значение преобразуемого сигнала в момент t, либо интегральное значение преобразуемого сигнала, где предела 01 интегрирования является значение сигнала в моменты t rri и t. Работа модуляторов ( длительность цикла преобразованийJ определяется импульсами с выхода генератора 11 тактовых импульсов. Импульсные сигналы д,, С ц иТоц поступают на первые входы соответственных элементов И 2,4 и 6. На вторые их входы поступают импульсы НЬд с генератора 10 высокой частоты. Третьи входы элементо И 2,4 и 6 соединены с выходами распределителя-формирователя 12 соответственно первым, вторым и третьим. Длительность каждого управляющего импульса на выходах -распределителяформирователя 12 равна длительности цикла преобразований. Моменты появления управляющих сигналов на выходах распределителя-фО1Мирователя 12 связаны соотношением

(1)

Т - период фазного сигнала

где t-, , t моменты появления сигналов на .первом втором и третьем выходах соответственно. На выходах элементов И 2,4 и 6

формируются пачк1нимпульсов или значения кодов. . Эти

значекия кодов поступают, на входы дели телей 7-9 частоты на три, на выходах которых формируются коды соответст.ПОСА ПОСЛ гОСл венно-- - -г-i-т- Управляюсь и сиг1 в э нал с первого выхода распределителя Формирователя 12 поступает на одиовибратор 14, на выходе которого формируется импульс N4, поступакхоий на управляющий вход счетчика1.3, очищающий и готовящий.его к работе. посл посА шfУ - -|-; - -суммиру йачения кодц 9 Э v ются с помощью., счетчика 14. Значение кода W а выходе счетчика является эквивалентом значения сигнал прямой последовательности. Фильтр обратной последовательнос работает аналогично, соотношение (1 имеет вид V rtj-Ч-3 Для фильтра нулевой последовател ности это соотношение имеет вид tj-t.rt.tj.rO Счетчик 14 не суммирует непосред . flOOA ТОСЛ «ЛЛ. . . ственно коды . -,-f-i T так как им пульсы в них совпадают. Поэтому между делителями 7-9 и счетчиком 13 включен сумматор 15 часла импуЛьсов который и выполняет данное суммирование. Предлагаемое устройство создает быстродействующие и малогабаритный фильтры симметричных составляющих. Отличие схемы одного типа фильтра от другого незначительно, что позволяе относительно просто переходить от. одного к другому. Фильтры состоят из однотипных элементов, что улучшае технологичность их изготовления. Изобретение может быть использовано для создания опытных образцов дискретных систем релейной защиты. Формула изобретения 1. Фильтр симметричных составляю щих системы фазных сигналов, содержащий три фазных канала фильтрации, каждый из которых состоит из преобразователя сигнала и делителя частоты на три, сумматор, элемент памя блох управления один из выходов которого связан с управляющим входом сумматора, и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен со входом блока управления.и управляющи ми входами, преобразователей, отличающийся тем,что,с целью упрощения,он снабжен тремя широтно- импульсными модуляторами, тремя элементаШ И7 1енёратором высокой частоты, двоично-десятичным счетчиком, распределителем-формирователем и одновибратором, фазные каналы непосредственно соединены с сухматорсим, каждый преобразователь сигналов выполнен в виде последовательно включаемых широтно-импульсного модулятора и элемента И, ко второму входу которого подсоединен генератор высокой частоты, а выход соединен со входом соответствующего делителя частоты на три, сумматор и элемент памяти выполнены в виде двоично-десятичного счетчика, управляющий вход которого через одновибратрр соединен с блоком управления, выполненным в виде распределителя-формирователя, при этом первый, второй и третий выходы распределителя-формирователя соединены с третьими- входами элементов И соответственно каналов фаз А,6, с. 2. Фильтр по п 11, отличающийся тем, что, с целью выделения обратной последовательности,второй и третий выходы распределителяФормирователя соединены с третьими входами элементов И соответственно каналов фаз с, & 3.. Фильтр по п.1, отличающий с я тем, что, с целью выделения нулевой последовательности, первый выход распределителя-формирователя соединен с третьими входами элементов И каналов всех фаз, а между выходами фазных каналов ц входом счетчика включен вновь введенный сумматор числа импульсов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Чернобровов Н.В. Релейная защнта,М., Энергия, 1971, с. 113-117. 2.Успенский-М.И. Получение мгновенных значений симметричных составляющих токов или напряжений электрической системы с помощью ЦВМ. Автоматическое управление электрическими системами в аварийных режимах с применением .ЦВМ. Сыктывкар, 1976, с.43-55.

rt

itii г

J---Ti

ФИ1-1

1

f

ВНИИПИ Заказ 11724/44 Тираж 953 Подписное

Филиал ППП Патент,

г.Ужгород,ул.Проектная,4

4

i

Ф

1

П

ii

w.J