Устройство для сравнения фаз двух электрических величин

 

ии95734 t

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскин

Соцкалмстическмн

Респубпкк (6I ) Дополнительное к авт. санд-ву (22)Заявлено 22.11.77 (21) 2518066/24-07 (51 } M. Кл.

I! 02 Н 3/38 !, 01 тi 25/00 с присоединением заявки %

Гооуднрстеенный комитет

СССР (23) П рнорнтет пО делам нэобретеннй н открытий

Опубликовано 07.09.82. Бюллетень № 83 (53} УДК 6 1.816 г .02 5(088. 8) Дата опубликования описания 07 00 82

Ф

10. Я. Лямец, Г. С. Нудельман, В. М. 11!евцов ) D. H. ЕозЛов"

" " .-" (>933„:;., 9 ь (72) Авторы изобретения (с т (с, IЗ

4)to Jа т(О л,!!г". (7l) Заявитель (54) УСТРО!!СТВО ДЛЯ С "АВНЕНИЯ ФАЗ

ДВУХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕХ(ИЧИН

Изобретение относится к электротех- нике и может быть использовано для построения реле направления мошности, реле сопротивления и других фвзосравниваюших устройств.

Известны устройства для. сравнения фаз двух электрических величин путем сравнения времени совпадения их знаков с временем несовпадения, содержащие интегратор, выходное напряжение которого сравнивается с заданным порогом (1) и и 121

Порог остается одним и тем же как при срабатывании, так и при возврате устройства что приводит к вибрации на границе рабочей зоны.

Наиболее близким к предлагаемому по технической суши<:ти является устройство для сравнения фаз двух электрических величин, выполненное. на основе детектора уровня средней величины и содержвшее интегратор, выход которого подключен к двуст;" и !нму ограничителю напряжения, и исполнительный орган, выполненный нв триггере Шмитта (3)

Однако это устройство срабатывает ложно при наличии апериодической сос.тавляющей хотя бы в одной из сравни-. ваемых величин.

1!ель изобретения — повышение помехоустойчивости устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для сравнения фаз двух электрических величин путем сравнения времени совпадения их знаков со временем несовпадения, содержащее интегратор, вы. ход которого подключен к двустороннему ограничителю напряжения, и исиолнительный орган, выполненный на триггере

Шмитта, снабжено блоком совпадения положительных знаков сравниваемых величин, блоком совпадения их отрицательных знаков, дополнительным интегратором, выход которого подключен к дополнителт

«ому двустороннему ограничителю напряжения, тт аналоговым сумматором, причем на входы блоков совпадения подак тся

3 еЕ г сравниваемые величины, выход блоке соги адения положительных знаков,срае1епеваемых величин подключен ко входу основного интегратора, выход блока совпадения отрицательных знаков сравниваемых величин подключен ко входу дополнитель— ного интегратора, выходы двусторонних ограничителей напряжения подключены ко входам аналогового сумматоре, выход которого подключен ко входу исполнительного органа.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройс гва; на фиг. 2 — диаграммы, поясняюшие его работу при различных сдвигах фаз ер сравниваемых величин; на фиг. 3 — диет реммы работы устройства при разли IHoA форме входных сигналов; на фиг. 4 диаграммы срабатывания устройстве при подаче сравниваемых величин.

Устройство содержит блок .1 совпадения положительных знаков сравниваемых величиее, формирукнций прямоугольное напряжение U „,, блок 2 совпадения их

Отрицательных знякОВ, фОрмиру юший прямоугольное напряжеепее U II, основной и дополееительный интеграторы 3 и 4, подключенные к основному и дополнительному двусторонним ограничителям 5 и 6

R формируклцие совместно с ними напряжения U е и 0и, аналоговый сумеуатор 7, формируюший напряжение LI >, и исполнительный орган — триггер Шмитта 8.

При изобрежении процессов сравнения фаз на диаграммах (фиг. 2-4) принято, что интегрирование близко к.идеальному, т,е. напряжения LI H и Ои изменяются по линейному закону, не интервале заряда с угловым коэффициентом k а на интервале разряда — с угловым коэффициентом kp . Также принято, что LI

=()и+ Ои-.

Гасслеотрим графики напряжений при различных значениях разности фаз g между входными величинами. Пусть т. есть продолжительность иггервала совпадения, а 4 — интервала несовпадения, Uð и н

Ll - нижний и верхний пределье двусто02 ронних ограничителей 5 и 6, Uc и U>пороги срабатывеепея и Возврета исполнительного органа 8, 4 > и ., — время непреоывного заряда и разряда интеграторов 3 и 3. о и

При углах q>, близких к 1 RO (фиг.

2а) р < -„.:.)òî значит, что напряжение

0 успевает с1пез1еться до пределе О 0

И+ р«ееы1ее, чел1 ееачееет возрастать напряже11ие jJ,, н н«обе1пот, т.е. пульсации ееа4 пряжений не накладываются друг HEI де уг«. При определенном уги» Ц> интерегал

Е разряда достигает величины интервал i несовпадения е.р 4 q. Г1«чиееея е этого угла, пульсации напряженйй н11кл«дыв.1ются друг HB друга, что снач 1JI«приводит только к росту величины 0 ев„е1, которая ст«новится больше, ее м . . Ugq е после угла ф2 (ф1ег. 2-6), нрн к.1тором

>0 е а= 1 е, =Т1 21 напряжение U 111 в леолеенты, когда О II максимально, »E.e еще превосходит нижний предел Оое, что приводит к более быстрому росту максимумов сУммаРного напРЯжениЯ 0 ееесе„. Г!РО-! 5 должая увеличеег1аться с ул1еньшением угле, интервал разряда при угле ip (фиг.

2 О) достигает мак<-имально е1О11можееоЕ.О значенил 1.нее, = —. L«, пРи этом т, е. L =7. Пульсации интегрель11е,ех и сумл е1

Э P ного напряжений U1 и gLI становятся в этом случае м«ксимс1льно 11О:1можеее,еле11

Пока )с(1 > ср, в процессе интегрирования разряд преобладает ееад с1«11ядом, не давая возможйости кривым U II+ и

0и приподняться над уро нем LI о1, т.е.

0„„„„, = Uc . При(ер р., ееапрот1ее, е1«ряд начинает преобладать над разрядоле интегральное напряжение за время < О увеличие1ается настОлько, чго к концу пери—

Эю ода не успевает снизиться до уровня

Uc . кРивые интегРальных ееалРЯжений начинают постепенно подниматься вверх от нижнего предела LIcJq к верхнему UEJ2

Установившееся положение кривых показано на фиг.." 2 и

Диаграммъе (фиг. 2) построены для значения коэффициента E1 =-k>Jk, равного

1/3, при котором q, ==135, Q =120О, ЦЕ =90 ,щ Возлеожны различные взаимосвязи между пределам ее О„, U О и порогами

4О, LI 8 . Но для поставленной цееп» наилучшим является условие =сее, где ф — угол срабетътвания. Данное условие

-еc

45 иллюстрируется фиг. 3а, н«которой для определенности разность Д4 Π— Ц - U Ä ebIбране равной максимально возможной разности 0 -LI а штрихом помеКПЕа11 т е1 чены величины, соответствуюшие утлу срабатывания.

Тот факт, что епериодические слагающие в сревниваелеых величеенах не е1е,езывают ложного срабатывения, иллеострируется фиг. 36-2.

Если обе величины постоянны (фиг., 38)

55 то одно из интегральных напряжений дск.— тигает пределе LIEJ2, но второе остается на УРовне 0о,е >EIIE что" щах Ос одна величина синусоидальна, а втор«я

9 5734 1

Форм улв изобретения

5 постоянна (фиг. S 5), то В этом случае будет сформиро«ано только одно прямоугольное напряжение и, следовательно от уровня 001 отлично только одно интегральное напряжение. S

Апериодические состввляюшие в одной (фиг. 3g) или сразу в обеих входных к личинах (фиг, 3 ) также не приводят к ложной работе. Объясняется это тем, что расширение интервалов совпадения первых знаков двух электрических величин. сопровождается соответствующим сужением интервалов совпадения вторых знаков, и поскольку рост интегральных напряжений ограничен, то уменьшение 1S уровня одного из п х, обусловленное сужением интерввлок, заведомо приводит к тому, что контролируемое напряжение

Ll не достигнет порога U <

В зависимости от фазы коммутации 20 время дс йсткия устройства может изменяться в некоторых пределах. Предельные случаи пока: аны на фиг. 4, где принято, что U 0< — О. Фиг. 4а соответствует фазе коммутации, при которой время срвбаты- 2S вопия t.q минимально, и фиг. 4о — фазе, IlpM которой оно максимально. Расчет показывает, что при 180 — градусной

0 зоне работы нв краю зоны, т.е. при Ч" =

Чс = 90 Ср„„, и =15 мс cpma =25 «10 о в в середине зоны, т.е. при р =Оо, tcpm, n =7 5 мс, ср max =15 8 мс. Время возврата,,„а„=8,35 мс.

Таким образом, использование в предлагаемом устройстве раздельного интегрирования выходных сигналов двух блоков совпадения знаков сравниваемых величин с последуюшим их ограничением и суммированием позволяет при сохранении достаточно высокого быстродействия устрвнить ложную работу устройства при наличии в сравниваемых величинах впериодических состввляюших. !

Устройство для сравнения фаз двух электрических величин путем сравнения времени совпадения их зраков со временем несовп вдения, содержвшее интегратор, выход которого подключен к двустороннему ограничителю напряжения, и исполнительный орган, выполненный на триггере

Шмнттв, о т л и ч в ю ш е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, оно снабжено блоком совпадения положительных знаков сравниваемых величин, блоком совпадения. их отрицательных знаков, дополнительным интегратором, выход которого подключен к дополнительному двустороннему ограничителю напряжения, и аналоговым сумматором, причем HB входы бпоков совпадения подаются сравниваемые величины, выход блока совпадения положительньж знаков сравниваемых величин подключен ко .входу основного интегратора, выход блока совпадения отрицательных знаков сравниваемых величин подк««ючеы ко входу дополнительного интегратора, выходы двусторонних ограничителей напряжения подключены ко входам аналогового сумматора, выход которого подключен ко входу исполнительного органа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

10935, кл. 5 01 К 25/00, 1966.

2. Патент Великобритании

У 1374425, кл. Н 02 Н 3/40, 1974.

3. Использование интегральных микросхем в релейной защите. Сб. "Релейная защита и противоввврийнвя ввтоматика", М., "Энергия, 1976, с. 37-50.

957341

Составитель Т. Шеголькова Редактор К). Ковач Техред N. Tenep Корректор А. Даятко

Заказ 6616/44 Тирак 669 П одпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

I Ло делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП Патент, г. У <город, gran. Проектная, 4