Фильтр симметричных составляющих системы фазных сигналов
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
ÄÄSUÄÄ 1083342
3(5р Н.03 Н 7/18
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ в и! и а „ ц,) :;„ф (21 ) 3520660/1 8-.09 (22) 07.12.82 (46) 30.03.84. Бюл. № 12 (72) В.В.Рогоза и Ю.Н.Холоденко (71) Институт электродинамики АН
УССР и Специальное конструкторскотехнологическое бюро при Институте электродинамики АН УССР (53) 621. 316. 925 (088. 8) (56) 1. Успенский M.Í. Автоматическое управление электрическими системами в аварийных режимах с применением ЦВК. Сыктывкар, 1976, с. 48-53.
2. Авторское свидетельство СССР
У 896756, кл. Н 03 Н 7/18, 1979 (прототип). (54)(57) ФИЛЬТР СИИИЕТРИЧНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМЫ ФАЗНЫХ СИГНАЛОВ, содержащий трн фазных канала фильтрации фаз Я, 8, С, каждый из которых состоит из последовательно соединен» ных широтно импульсного модулятора, элемента И и делителя частоты на три, последовательно соединенные сумматор и двоичный счетчик, первый выход сумматора соединен с выходом делителя частоты на три фазного канала фильтрации фазы С, генератор высокой частоты, выход которого соединен с вторыми входами каждого элемента И, генератор тактовых импульсов, выход -. которого подключен к объединенным управляющим входам широтно-импульсных модуляторов и входу. распределителя-фомирователя импульсов, первый, второй и третий выходы распредели. теля-формирователя импульсов подключены к третьим входам соответствующих элементов И, о т л и ч а ю щ и й. с я тем, что, с целью повышения точности фильтрации, введены два элемен.та задержки, включенные между выходами делителя частоты на три фазных каналов фильтрации фаз Л и 8 и вторым и третьим входами суиматора соответственно, при этом распределительформирователь импульсов содержит три
gS-триггера, два счетчика импульсов и последовательно соединенные ключ и одновибратор, выход которого подключен к объединенным К-входам
Я -триггеров, причем S-вход первого
RS-триггера и выходы счетчиков импульсов объединены и являются входом С распределителя-формирователя импульсов, выходы счетчиков импульсов подключены к з-входам второго и третьеlaaaL го R5-триггеров соответственно, при..чем выходы первого, второго и третье. QO го Ra-триггеров являются первым, вто. ©4 рым и третьим выходами распределите- ф© ля-фориирователя импульсов соответст- >фью венно, при этои управляющие входы фф двоичного счетчика и элементов задерж ки объединены и подключены к входу распределителя-формирователя импульсов, а замыкающий контакт ключа сое,динен с шиной "Плюс" источника питания.
iO83342
f
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в релейной защите электроустановок от повреждений и ненормальных режимов.
Известен фильтр симметричных составляющих системы фазных сигналов, содержащий три канала фильтрации, сумматор, блок управления и генератор тактовых импульсов. Каждый канал фильтрации содержит последовательно включенные преобразователь сигналов, элемент памяти, блок умножения и делитель кода на три. В качестве преоб разователя сигналов используется аналого-цифровой преобразователь. Вы. ход генератора тактовых импульсов соединен с входом блока управления и управляющими входами преобразователей. Выходы блока управления связаны с управляющими входами элементов памяти, блоков умножения и сумматора. Фильтр симметричных составляющих системы фазных сигналов обладает повышенным быстродействием и уменьшенными габаритами 3
Недостаток фильтра — большая схемная сложность.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является.
30 фильтр симметричных составляющих системы фазных сигналов, содержащий три фазных канала фильтрации фаз
А, 8, С, каждый из которых состоит из последовательно соединенных широт. ио-импульсного модулятора, элемента И и делителя частоты на три, последовательно соединенные сумматор и двоичный счетчик, первый выход сумматора соединен с выходом делителя частоты на три фазного канала фильтрации фазы С, генератор высокой частоты, выход которого соединен с вторыми входами каждого элемента И, генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к объединенным управляющим входам широтно-импульс. ных модуляторов и к входу распределителя-фомирователя импульсов, первый, второй и третий выходы распределителя-формирователя импульсов под- 50 ключены к третьим входам соответствующих элементов И Г2 .
Недостатком известного фипьтра симметричных составляющих системы фазных сигналов является малая точность. фильтрации.
Цель изобретения — повышение точности фильтрации.
Доставленная цель достигается тем
1 что в фильтр симметричных составляющих системы фазных сигналов, содержащий три фазных канала фильтрации фаз А, б, С, каждый из которых состоит из последовательно соединенных широтно-импульсного модулятора, элемента И и делителя частоты на три, последовательно соединенные сумматор и. двоичный счетчик, первый выход сум. матора соединен с выходом делителя частоты на три фазного канала фильтрации фазы С, генератор высокой частоты, выход которого соединен с вторыми входами каждого элемента И, генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к объединенным управляющим входам широтно-импульсных модуляторов и входу распределите. ля-формирователя импульсов, первый, второй и третий выходы распределителя-формирователя импульсов подключены к третьим входам соответствующих элементов И, введены два элемента задержки, включенные между выходами делителя частоты на три фазных каналов фильтрации фаз Л и 8 и вторым и третьим входами сумматора соответственно, при этом распределительформирователь импульсов содержит- три
R5-триггера, два счетчика импульсов и последовательно соединенные ключ и одновибратор, выход которого подключен к объединенным Д-входам
RS-триггеров, причем 5-вход первого
g5-триггера и выходы счетчиков импуль сов объединены и являются входом распределителя-формирователя импульсов, выходы счетчиков импульсов подключены к 5 --входам второго и третьего
RS-триггеров соответственно, причем выходы первого, второго и третьего
RS-триггеров являются первым, вторым и третьим, выходами распределителяформирователя импульсов соответственно, при этом управляющие входы двоичного счетчика и элементов задержки объединены и подключены к входу распределителя-формирователя импульсов, а замыкающий контакт ключа соединен с шиной "Плюс" источника питания.
На фиг. 1 — 3 приведены структурные электрические схемы фильтров симметричных составляющих системы фазных сигналов для прямой, обратной и нулевой последовательностей соответственно; на фиг. 4 — диаграммы, поясняющие работу предлагаемого фильтра симметричных составляющих
3 1083342 4 системы фазных сигналов прямой по- между передними фронтами Ч следовательности. фильтр содержит три фазных канала ноТ/3, где Т- период промышленной час фильтр ции фаз А, 6, С, фазный канал тоты. V<> формируется леры Н3 имфильтрации фазы А содержит широтно- 5 пульсов и поступает после включения импульсный модулятор (ШИИ) 1, эле- схемы в работу с выхода генератомент И 2, делитель 3 частоты на три, . ра 11 тактовых импульсов на 5 -вход фазный канал фильтрации фазы Ь содер- Ю-триггера 12.. жит широтно-импульсный модулятор (lgHM) 4, элемент И 5, делитель 6.час 1О Импульсы с выхода генератора 11 тоты на три, фазный канал фильтра- поступают на вход счетчиков 15 и 16 ции фазы С содержит широтно-импульс- импульсов. Счетчик 15 переполняется ный модулятор 7, элемент И 8, дели- Й импульсами при этом выполняется тель 9 частоты на три генератор 10 соотношение — =йТ . Счетчик 16 пере1 3 4 высокой частоты, генератор 11 такто- 1> полняется К импульсами, при этом вывых импульсов распределитель-форми- полняется соотношение =КТ . При
Э А рователь импульсов, содержащий пер- переполнении счетчиков генерируются вый, второй и третий Р5 -тригге- импульсы, которые перебрасывают ры 12 — 14, первый и второй счетчи- g9-триггеры 13 и 14 в единичное поло. ки 15 и 16 импульсов, ключ 17, одно- 2О жение, ф РмиРУя сигналы Ч1З и Ч 4, вибратор 18, первый и второй элемен- Сигналы У 2 -Ч откРывают элеменИ ты 19 и 20 задержки, сумматор 21 ты И 2, 5 и 8, которые пропускают на и двоичный счетчик 22. выход пачки высокочастотных импульфильтр работает следующим образом сов. Делители 3, 6 и 9 частоты на
Перед работой необходимо устано- тРи Уменьшают в три Раза число имвить схему в исходное положение. Для пульсов в этих пачках. Выходы делиэтого ключ 17 подключает одновибра- телей 3, 6 и 9 являются выходами фаз. тор 18 к шине "Плюс" источника пита- ных каналов фильтРации. К выходУ фазния. IIðè этом на выходе одновибрато- ного канала фильтРации фазы 4 подклюра 18 формируется импульс, поступаю- ЗО чен элемент 19 задеРжки. ИмпУльсные щий на Й-входы R5-триггеров 12-14, пачки, поступающие на его вход, reи устанавливает их в нулевое состоя- нерируются на выходе элемента 19 ние. Импульсные сигналы Ч„, Ч и. (Фиг 4> Ч19 ) через время, равЧ (фиг. 4) на выходе широтно-им- ное . К выходу фазного канала пульсных модуляторов 1, 4 и 7 моду- gg фильтзрации фазы 8 подключен элелированы по длительности входными,мент 20 задержки. Импульсные пачки, фазными сигналами. Период следования поступающие на его вход, генери модулированных импульсов определяет- руются на выходе элемента 20 ся генератором 11 тактовых импуль- : (фиг. 4, Ч2 ) через время, равсов. Этот период постоянен и ра- 40 ноеТ/3. На выходы фазных каналов вен Т . Используемые широтно-импульс фильтрации включен сумматор 21 чиснь!е модуляторы 1, 4 и 7 реализуют ла импульсов и двоичный счетчик 22, такой тип модуляции, при котором осуществляющие суммирование числа нулевому входному сигналу соответ- импульсов 1/2 (фиг. 4) трех фазных ствует импульс длительностью Т
Сигналы Ч1, Ч< и Ч1 поступают 50 на первые входы элемейтов И 2, 5
При незначительном изменении свяи 8. На вторые входы последних посту зей можно получить фильтр симметричпают импульсы с выхода генератора 10 ных составляющих системы фазных сигвысокой частоты (фи. 4). Элемен- налов для выделения обратной последоты И 2 ° 5 и 8 открываются при поступ у вательности (фиг. 2). Для этого необ:лении на их входы положительных по-,ходимо входы элементов 19 и 20 эадерж тенциалов Ч1 — Ч„+ (фиг. 4) с вы- ки подключить к делителям 3 и 9 часходов RS-.òðèããåðîâ 12 — 14. Время тоты на три фазных каналов фильтра/ базовых стремя, необходимое для выделения сигнала, может достигать 3-5 периодов. При изготовлении базовых фильтров необходимо выполнить значительное количество обмоточных работ, которые трудоемки и нетехнологичны.
Предлагаемый фильтр симметричных составляющих системы фазных сигналов полностью выполняется на интегральных микросхемах, что позволяет достигнуть высокой технологичности изготовления. Кроме того, схемы различных типов предлагаемых фильтров отличают ся одна от другой незначительно, 15 переход от одной к другой осуществляется изменением 2-3 соединений.
Вес базовых фильтров равен 16 кг, а предлагаемых - не более 1,5 кг. Потребляемая входная мощность базового
20 варианта составляет 15 Вт на фазу, что на порядок больше, чем у предлагаемых.
1083342 ции фаз Я и С, а выходы второго и третьего RS --триггеров 13 и 14 — к третьим входам элементов И 5 и 8 фаз ных каналов фильтрации фаз С и Я соответственно.
Для выделения нулевой последовательности предлагаемым фильтром симметричных составляющих системы фазных сигналов необходимо (фиг. 3) выход первого Rj -триггера подключить к третьим входам элементов И 2, 5 и 8 всех фазньи каналов фильтрации.
Использование предлагаемых фильтров симметричных составляющих системы фазных сигналов в устройствах релейной защиты по сравнению с базовыми, например фильтр-реле тока обратной последовательности, имеет ряд преимуществ. Предлагаемый фильтр позволяет выделить сигнал за время, не превышающее одного периода промышленной частоты, в то время как у
Я 8
I I I I I
1083342
Филиал ППП "Патент, .г. Уагород, ул. Проектная, 4, ВНИИПИ
Тираи 862
Рис 8
Заказ 1773/50
Подписное
