Способ определения угла сдвига фаз двух синусоидальных сигналов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 191 Ш 1 122500 ОБРЕТЕНИ ПИСАН СВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСК( 54) СПОСО ФАЗ ДВУХ С (57) Изобре ти электрон может быть вах электрорийной автомческих систродействияразности фасигналов воцесса, послческой цепической погр СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ( 71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции( 56) Авторское свидетельство СССР Р 905875, кл, 0 01 Н 25/00, 1981,Авторское свидетельство СССР У 372506, кл. П О В 2500, 1971,ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА СДВИГА ИНУСОИДАЛЬНЫХ СИГНАЛОВение относится к обласмерительной техники использовано в устройстной защиты и противоава-атики электроэнергетим. Цель - повышение бысти точности определениядвух синусоидальныхвремя переходного прокоммутации в электрипутем устранения методишности измерения и повы1206725 15 шения скорости обработки информацииза время не более одного периода сигнала. Устройство, реализующее способ,содержит трансформаторы тока 1 и 2,сигнализатор.3, нуль-органы 4 и 5,коммутатор 6, АЦП 7, вычислительныйблок 8. Устройством измеряется интер.вал времени между моментом коммутации и моментом первого после него Изобретение относится к электроиз мерительной технике и может быть использовано в устройствах электронных защит и противоаварийной автоматики электроэнергетических систем. 5Цель изобретения - повышение быст. родействия и точности определения разности фаз двух синусоидальных сигналов во время переходного процесса, имеющего место после коммутации в 10 электрической цепи путем устранения методической погрешности измерения и повышенияскорости обработки информации за время не более одного периода сигнала.На чертеже представлена структурная схема устройства для осуществле-ния способа. Устройство содержит трансформаторы тока 1 и 2, сигнализатор 3, нуль-органы 4 и 5, коммутатор 6, аналогово-цифровой преобразователь 7 АЦП), вычислительный блок 8, при этом вход сигнализатора 3 соединен с коммутируемыми линиями Фока, а выход - с первым входом вычислительнаго блока 8, трансформатор тока 1 подключен к первой коммутируемой линии тока, а его выходы соеди иены с входами нуль-органа 4 и первыми входами коммутатора 6. Второй трансформатор тока аналогично подклюючен к второй линии тока, нуль- органу 4 и вторым входам коммутатора 6.фВыход первого нуль-органа 4 соединен с вторым входом вычислительного блока 8, выход второго нуль- органа 5 аналогично соединен с треть им входом вычислительного блока. Вы прохождения тока через нулевое значение, а также измеряется мгновенное значение тока в моменты времени,отстоящие от момента коммутации имомента первогопосленегопрохождениятока через нулевое значение на интервалвремени, равный полпериодутока. В описании приводитсяформула, по которойопределяется искомыйсдвиг фаз.1 ил,2ход коммутатора 6 соединен с входом АЦП 7, выход которого соединен счетвертым входом .вычислительногоблока 8, а выход этого блока соединен с вторыми входами коммутатора 6и АЦП 7.Устройство, реализующее способ,работает следующим образом,В момент коммутации С срабатывает сигнализатор 3 и посылает в блок8 сигнал прерывания текущей програм.мы. По сигналу прерывания запускаютпрограммный счетчик интервалов вре-л Тмении временную задержку ( )12При переходе одного из измеряемых ,сигналов через нулевое значение в момент времени 1, срабатывает соответ"ствующий нуль-орган 1,например 4), повыходному сигналу которого в памятиблока 8 фиксйруют интервал временилПри переходе второгоизмеряемого сигнала через нулевоезначение в момент времени 1 срабаютывает нуль-орган 5, по выходномусигналу которого в памяти блока 8лффиксируют интервал времени ь,= С - 1 . В те же моменты времениИбизапускают временные задерж1 Т 1 (Т 1 ики 1 - "-и- -1 . По истече 2 2(Тнии временной задержки ( 2 ) 1 блоко8 выдает сигналы управления на комму.татор 6 и АЦП 7. По этим сигналамосуществляют последовательное измерение мгновенных значенийпервого иТ .а Твторого сигналов- - и х в -, Ре 2 2зультаты измерений заносят в цифро3 .12067 вой форме впамять (или регистр) бло ка 8. По истечении времени задержекТ Т ю( 2 )и2-)В любой последо вательности во времени посредством 5 коммутатора и АЦП осуществляют последовательное измерение мгновенных знаТ й чений сигналов1 + и1 г + ко в приборах допускового контроля,мостах переменного тока, но .и в комплексных системах электронных ипротивоаварийной автоматики в про- .мышленных отраслях народногохозяйства, например, в электроэнергетике. формула изобретения+в . Результаты измерений также2заносят в память блока 8. Поскольку определяемый сдвиг фаз в соответствии с формулой является функцией .измерен/лс л ныхвеличин 6 =""с11" тт, то блок 8 переводятф- ,+(в"режим вычисления указанной функции по заранее составленной и хранящейся в памяти блока 8 подпрограмме.Угол сдвига фаз двух сигналов оп-. ределяется как разность угловинсобоих сигналов.Принимая во внимание, что с, =л цщ 1 - 1 иг = с - С у получимгьу "ас(т+ -с 06 илю1 т2Мп 4 гС",т сов ы 1 -лп2 1 "т 2,где т 1 " т 1- мгновенные значе.ния токов первого и второго сигналовсоответственно, измеренные в моменты времени, отстоящие на полпериода от момента коммутации;х,т и 1. ,т - мгновенные знаячения токов первого и второго сигна.- лов соответственно, измеренные в моменты времени, отстоящие на полпериода от моментов первого после момента коммутации перехода тока через нуль.Предлагаемый способ определения сдвига фаз двух сигналов синусоидаль" ной формы, основанный на измерении мгновенных значений в начальный период переходнога процесса в сравнении с известным устраняет методическую погрешность, повышает быстродей-, ствие и точность определения сдвига фаз. Это,в свою очередь, расширяет сферу йримеыения и позволяет использовать предлагаемый способ не толь 1 гоСпособ определения угла сдвигафаз двух синусоидальных сигналовпутем измерения мгновенных значенийтока в фиксированные моменты врег 5 мени, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения быстродействия и точности определения у каждОЭго сигнала измеряют интервал време-ни между моментом коммутации и мо ментом первого после него прохождения тока через нулевое значение, атакже измеряют мгновенные значениятока в моменты времени, отстоящиеот момента коммутации и момента 25 первого после него прохождения токачерез нулевое значение на интервал времени, равный полпериоду тока,а искомый сдвиг фаз определяют поформуле30Бю иьу: асТ 1 -л сфЪя- , -"т2Нгде 1, и 1, - моменты первого 40после момента коммутации переходатока через нуль первого и второгосигналов соответственно;л ло, и , - интервалы временимежду моментом коммутации и моментом 45первого после него прохождения токачерез нулевое значение для первого ивторого сигналов соответственное С еЭгтрк и 1- мгновенные значениятоков первого и второго сигналовсоответственно, измеренные в момент 50времени,.отстоящий на полпериодаот момента коммутации;1и 1, т - мгновенные значе 2ния токов первого и второго сигналов55 соответственно,.измеренные в моментывремени, отстоящие на полпериодаот момента первых после момента коммутации переходов токов через нуль.