Фильтр симметричных составляющих

СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ А олюциипроектно"ледоваетьпроСинтез1974,С ССР4.ОСТЭВГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬ(ТИЙ(71) Ордена Октябрьской Реввсесоюзный государственныйизыскательский и научно-исстельский институт ффЭнергосектф.801022253 А входных сигналов и сумматор, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью расасширения функциональных воэможностей эа счет расширения полосы пропускания, в него дополнительно введены по числу преобразователей входных сигналов дифференциальные квадратурные блоки, выполненные на операционных усилителях в виде двух объединенных входами фазосдвигакицих блоков, каждый иэ которых представляет собой ряд каскадно включенных фазовращателей, в котором выход последнего фаэовращателя подключен к соответствующему входу сумматора, а вход первого фаэовращателя подключен к выходу соответствующего преобразователя входных сигналов.где Н(Р) = - Ы)1-Р 1 СНРЙС Для такого звена усиление на всехчастотах равно единице, а фазовыйсдвиг при изменении частоты от нулядо бесконечности меняется от нуля до180 зл. град,Два объединенных входами фазосдвигающих блока 7 и 8, составленные изкаскадно соединенных фазоврашателей9, можно рассчитать таким образом,чтобы они обладали равномерной амплитудой и фазочастотной характеристикойв требуемом диапазоне частот: равенством амплитуд сигналов на их выходаха также постоянным сдвигом фаз междуихвыходными сигналами в 90 эл, град,в укаэанном диапазоне частот.Складывая в сумматоре 10 сигналыс выходов Фазосдвигающих блоков 7 и8 с заданными по величине и знаку коэффициентами, можно реализоватьфильтр симметричных составляющих повыражению (1), практически не имеюций частотных погрешностей во всемтребуемом диапазоне частот. Изобретение относится к электро"технике и может быть использовано вустройствах релейной защиты элементов электрических систем.Известны Фильтры симметричных составляющих, выполненные на пассивныхзвеньях.а также на операционных усилителях 1). Такие устройства настраивают на определенную, обычно номинальную частоту сети.Трудности при использовании иэвестных фильтров связаны с тем, что приизменении частоты соти в нормальномрежиме, в режиме качаний или при наличии в нормальном режиме сети высшихгармонических составляющих происходит расстройка фильтров симметричныхсоставляющих, необходимость учета которой приводит к заглублению и эамедлечию устройств с использованиемфильтров симметричных составляющих 2 О(Фильтровые релейные защиты, пусковые органы устройства блокировки прикачаниях и т.п.),Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является .рфильтр симметричных составляющих, содержащий преобразователи входных сигналов и сумматор 2 г,Недостатки такого фильтра, как иизвестных, связаны с его расстройкой при отклонениях от номинальнойчастоты сети, что может приводить ксущЕственному замедлению и загрублению устройств с использованием этикфильтров симметричных составлякщих. ,6Это обстоятельство ограничивает функциональные воэможности их использования в устройствах релейной зашиты.Цель изобретения - расширение Функ"циональных возможностей за счет уве"личения полосы пропускания, 40Поставленная цель достигается тем,что в фильтр. симметричных составляющих, содержащий преобразователи входных сигналов и сумматор, дополнитель"но введены по числу преобразователей 45входных сигналов дифференциальныеквадратурные блоки, выполненные наоперационных усилителях в виде двухобъединенных вкодами фаэосдвигаюцихблоков, каждый иэ которых представля Оет собой ряд каскадно включенных фазовращателей, в котором выход последнего фазоврацателя подключен к соответствующему входу сумматора, а входпервого фазовращателя подключен к вы 4коду соответствуюцего преобразователя входных сигналов,На Фиг. 1 приведена Функциональнаясхема устройства; на фиг,2 - один изчастных случаев реализации 4 гильтрасимметричных составляюцих обратной 60последовательности,Устройство содержит преобразова"тели 1-3 входных сигналов, подключенные выходами к входам дифференциальных, явадратурнык блоков 4 - 6, каждыйбгг иэ которых выполнен на операционныхусилителях в виде двух объединенныхвходами фазосдвигающих блоков 7 и 8,представлякщих собой ряд каскадносог.диненных фаэоврашателей 9, последние из которых подключены к входамсумматора 10,Реализация фильтров симметричныхсоставляющих, например токов прямой,обратной и нулевой последовательности, связана с моделированием выражений общего вида:(( )оь А Ьа - фазовый операторг 1, 18, 1 - комплексные значения токов.В иэвестнык устройствах 1 г и 2) осуществление и настройка фазовых операторов проиэвоцится на основе ВС-схем для определенной (номинальной) частоты и при ее отклонениях в рассмотренных выше режимах появляются погрешности, которые определяются частотными свойствами таких ВС-схем и могут быть значительными.В предлагаемом устройстве осуществ,ление фазовых операторов выражения (1) производится диФференциальными квадратурными блоками 4 - б в виде двух объединенных входами фазосдвигающих блоков 7 и 8. Основным звеном Фаэосдвигающего блока является Фазовращатель 9, выполненный на операционных усилителях и имеющих следуюцую передаточную функциюкто зя 05 Подпнсноомитета СССРоткрытийушская наб., д, 4/5 филиал ППП ф 1 Патентф, г.ужгород, ул.Проектная,При практическом применении может оказаться более целесообразным использование не фазных величин, а их разности для компенсации третьей и кратных ей гармоник. На фиг. 2 приведена схема, реалиэукщая фильтр то ков обратной последовательности в соответствии, с выражениемХАА 11 ф 1 Ь 1 с)С (3)В этом схеме преобразователи 11 и 19 12 входных величин подключены к входам дифференциального квадратурного блока 13, выполненного в виде двух объединенных входами фазосдвигающих блоков 14 и 15, каждый иэ которых состоит из каскадно соединенных фаэовращателей 16, а также к входам Фазо/46 Тираж 617 ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Ра сдвигающего блока 17, аналогичногоодному иэ блоков 14 или 15. Сигналыс выходов блоков 14, 15 и 17 с требуемыми по вели:ине изнаку коэффициентами суммируются в сумматоре 1 В. Таким образом, предлагаемый фильтр обладает постоянством амплитудной и фаэной характеристик в широком диапазоне частот. Это обстоятельство позволяет использовать его не только для Фильтров симметричных составляю" щих, но н для независящих от частоты фазоповоротных устройств, для формирования взаимно ортогональных составлякщих тока и напряжения измерительных органов дистанционных защит и т.п.