Способ контроля фазы электрических переменных величин

4 Союз Советских Социалистических РеспубликтоРСкОМЮ СВИФ 63) Дополнительное к ает. сей-ву 2) Заявлено 2 а 09743) Приоритет 1)206226 2)20.12. арственний комитеСССРделам изобретенийи открытий 1) ИР Н 02 Ь/175506. (33)ГДР публиковаио 050779, Бвлл ата опубликования описани 2) Авторы изобрете Иностранцы рберт Биндер, Карл-Хайнц Ленгье 1 ГДР)ностранное предприярюффельд Фюр электр (ГДР) 71) ЗЕЯВИТЕЛЬИнститу хляйсту хыик ЕРЕИЕННЫХ СОБ КОНТРОЛЯ ФАЗ ВЕЛИЧ(54 КТРИЧЕ Изобретение относится к способам контроля Фазы синусоидальных электрических напряжений или токов, в частности для Контроля симметрии трех-. Фазной системы.Известно, что для контроля симметрии трехфазной системы токов или напряжений достаточно определить составляющую нулевой последовательности симметричной системы составляющих. Таким обраВом, естественная трехфазная система раскладывается на систему нулевой последовательности, систему прямой последовательности и систему обратной последовательности. Составляющая нулевой последовательности получается при помощи соответствующих схем преобразования как для тока, так и для напряжения и подается иа устройство, которое сигнализирует о превышенйи определенной величины, тока нулевой последовательности или напряжения нулевой последовательности.25я самым распр ах защиты, прие меряемых велиявляетсистемотки и ч ч обретению ния несим Этот способ состраненным им Форма обрабэн различна.Наиболее близким кляется способ опреде 2метрии пульсации постоянного тока трехфазного моста. Трехфазные токи через преобразователи подаются к отдельным выпрямительиым мостам. Выпря ленные токи затем через ,интегрирующие каскады подаются на трехфаэные, выпрямительные мосты, которые через усилительное устройство управляют триггером 13.1.Известные способы в системах ,защиты сигнализируют о возникающей не симметрии, причем величина отклонения от симметрии регулируется, однако эти способы не допускают обратного замыкания на конфигурацию отдельных параметров контролируемой системы напряжений. Это основано на том, что контролируется величина тока или напряжения, которая не находится в зависимости от Фазы этих электрических величии, Поэтому невозможно определитькакая из фаэ трехфазной системы ошибочна и что является важным для определения сшиб. ки в системах защиты.В измерительной технике известны различные варианты измерения фазовых углов, которые уже детально модифицированы. Согласно этим способам определяются и индицнруются сдвигимежду двумя электрическими величинами. При этом переменные токи или на пряжения ограничиваются, а при помощи индикаторов нулевых точек определяется их прохождение через нуль, Выделенные отсюда импульсы и их сдвиг относительно друг друга обрабатьваютсв логической схеме. Целью изобретЕния является повышение точности контроля.Поставленная цель достигается тем, что в способе контроля фазы электрических переменных величин путем преобразования их в серии прямоугольных импульсов, одну из двух серий преобразованных импульсов сдвигают вперед по фазе на определенйый фазовый угол до совпадения прямоугольных импульсов обеих серий друг с другом, причем получают опорное напряжение путем интегрирования пачки треугольных импульсов, вьщеленных при сдвиге по фазе одной иэ серий прямоугольных ищчульсбв, и полученное опорное напряжение подают на сравнивающую ло гическую схему, посылающую импульс отключения при превышении допустимого фазового угла.Кроме того, в случае применения в симметричной системе любые две сдвинутые на 90 переменные электрические величины преобразуют в серии прямоугольных импульсов, и одну из: измеряемых величин сдвигают вперед по Фазе на 90 до совпадения прямоугольных импульсов между собой, и такие пары серий вместе с соответствующими опорными напряжениями, имеющими общее управление, подают на логические схемы, выходные сигналы которых после прохождениялогической схемы ИЛИ вьщают импульс отключения, Для определения знака Фазового угла сдвига одну иэ серий прямоугольных импульсов укорачивают, другую инвертируют,.сравнивают логически на схемах И серии укороченных пРямоугольных импульсов и другой серии инвертированных и неинвертированных прямоугольных импульсов друг с другом, полученные с логических схем вигналы подают на триггернуюсхему,по изменению знака на выходе которрй определяют полярность фазового %дзига.В основе изобретения лежит задачасигнализации путем сравнения фазовых положений контролируемых йапряженййи токов друг с другом и их отклонения от заданного фазового положениявнутри регулируемого диапазона допусков.Для определения отклонения двухэлектрических синусоидальных величин от определенного в нормальном состоянии фазового угласинусоидальные величины сначала преобразуются в после довательности прямоугольнйх импульсов. Одна из двух серий преобраэованных импульсов постоянно поворачивается на определенный фазовый уголтак, что последовательности прямо" угольных импульсов совпадают. Обепоследовательности прямоугольных импульсов, перекрывающиеся в нормалья 5 ном состоянии фазового угла, идополнительноз опорное напряжение:подаются на логическую схему сравнения. Опорное напряжение служит длярегулирования допусков фазовогоугла и получается при помощи модуляционного устройства с подключенныминдикатором уровня напряжения иэ.последовательности пилообразного напряжения, получаемого в результатевращения фазы, Логическая схема выдает при отклонении от допустимогофазового угла импульс запуска,Для контроля симметрии трехфаэнойсистемы "каждая из двух переменныхвеличин, сдвинутых одна относительнодругой в случае сймметрии на фазовыйугол 90 , преобразуется в двух устройствах в последовательности прямоугольных импульсов. Та или иная иэме 25ряемая величина поворачивается нафазовый угол 90 , пока последоваотельности прямоугольных импульсовсоответственно перекрываются одна сдругой. Последовательности прямоуголь ных импульсов, перекрывающиеся в30 нормальном состоянии фазового угла,с опорными напряжениями подаются насоответствующие логические схемы.Для опорных напряжений предусмотреноОбщее управление. Логические схемы35 выдают при отклонении от допустимойнесимметрии тот или иной импульсзапуска, которые объединяются припомощи логической схемы ИЛИ, так что.из обеих схем получается один им 40 пульс запуска.Последовательности прямоугольныхимпульсов электрических синусоидальных величин для определения знакафазового сдвига подаются на триггер,45 который синхрониэуется одной из этихимпульсных последовательностей прямо. угольной формы, а его входы нагруженыдругой последовательностью прямоугольных импульсов.Цифровые сигналы логических схемдля оценки при испбльзовании в устройствах защиты и измерений могутподвергаться обработке при помощи вычислительной машины. При помощи предлагаемого способа сигнализируется и индицируется сдвиг и вид сдвига от определенного фазового положения электрических переменных величин внутри заданного диапазона допусков. На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для осуществления предлагаемого способа 1 на фиг.2Формула изобретения отдельные импульсные последователь- ностигде О, - Оо - напряжения, получаемыев разйых точках схемы.На два индикатора нулевых точекЬи Р, показанных на фиг. 1 и сдвинутых для нормального состояния фазового угла на 90 по фазе, подаютсясимметричные относительной нулевойточки напряжения О и О. Они образуют две последовательности прямоОугольных импульсов, сдвинутые на 90, 10с отношением длительности импульсак периоду равным 1:1. Последовательность прямоугольных импульсов 0,относящаяся к О подается на фазосдвигающую схему на 90, на выходекоторой может быть снята импульснаяпоследовательность Оц, сдвинутая на+90 , которая синфазна для нормального состояния фазового угла с последовательностью прямоугольных импульсов08, полученной из О. Как уже былопредложено, 90 - фазовый сдвиг достигается благодаря тому, что последовательность прямоугольных импульсов0 подается на интегратоР В (фиг.1),который создает последовательность " пилообразных импульсов Оз, а прохождение через нуль последовательностипилообразных импульсов определяетсяпри помощи индикатора С нулевой точки, Полученная последовательность .прямоугольных импульсов Оц сдвинутаотносительно импульсной последовательности О на 90 и подается намодуляционное устройство О. Одновременно на него подается постоянное, 35напряжение, регулируемое в,опреде-.ленных границах. С выхода модуляцион-,ного устройства снимается опорное на-пряжение Ое 4 0, величина которогозависит от регулируемого постоянного 4напряжения. Опорное напряжение вместе с последовательностью пилообразных.импульсов Оз, полученной в реэульта"те интегрирования и сдвига фазы на90 ф, .подается на индикатор Е уровня напряжения. На выходе индикатораЕ уровня напряжения получается импульсная последовательность О, укоторой нулевой сигнал имеет местотолько в диапазоне прохождения нуляпилообразным напряжением. Ширина нулевого сигнала импульсной последовательности 0(фиг, 2) определяетсярегулируемым опорным напряжением.Половина ширины нулевого сигналахарактеризует одновременно допустимыйфазовый сдвиг, ЬТ, между О 4 и 0,при котором не должнопроисходитьсрабатывание устройства или осуществление сигнализации. Логическая схема Н (фиг. 1) дпя срабатывания.осуществляет логическйе операции надсигналами 0 ц, 06 и 08с выражением:Ц. ч( ч У Б Ч9 б 9 88 Если возникает отклонение в нормаль,ном состоянии фазового угла, т,е, фазовый сдвиг Ьстановится больше, чем ьТфиг. 2), то на выходе логической схемы появляется кратковременный нулевой сигнал, который используется для управления триггером который выдает импульс запуска 0, .Для контроля симметрии трехфазной системы необходимо модифицировать ,способ. Каждое из двух напряжений, сдвинутых по фазе на 90 в случае симметрии, трехфазной системы подается на свое устройство в качестве входных сигналов, причем каждое устройство представляет собой устройство для обработки измеряемЫх величин, Импульсы запуска обоих устройств объединяются при помощи логической схемы .ИЛИ так, Что "для случая несимметрии появляется один импульс запуска с тем, чтобы границы срабатывания обоих устройствбыли одинаковы. На оба модуляционных устройства подается одно постоянное напряжение, регулируемое в определенных границах. Определение ошибки может осуществляться здесь при помощи дополнительного устройства (фиг. 1), которое выдает полярное решение с логической оценкой. При этом на дополнительное устройство подаются напряжения О и 0 обоих устройств. Полярное решение приводит к тому, что прямоугольные импульсы напряжения ОЧ сокращаются и используются для синхронизации триггера. В качестве сравнивающего напряжения используется напряжение Оя и его отрицание, которые подаются на оба входа триггера. с выходов триггера снимается полярность Фазового сдвига, Выходные импульсы проходят через логические схемы, так что каждый появившийся вариант знака может соответствовать определенному решению.Форма обработки сигналов при использовании способа для контроля фазы электрических переменных величин позволяет испольэовать вычислительные машины для оценки использования в системах защиты и измерительной технике. 1. Способ контроля фазы электрических переменных величйн путем преобразования их в серии прямоугольных импульсов, о т л и ч а.ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности контроля, одну из двух серий преобразованных импульсов сдвигают вперед по фазе на определенный фазовый угол до совпадения прямоугольных импульсов обеих серий друг с другом, причем получают опорное напряжение путем интегрирования пачки треугольных импульсов, выделенных при сдвиге по фазе одной из серий прямоугольных%.импульсов, и полученное опорное напряжение подают на сравнйвающую логиЧесйую схему, посылающую импульс отключения" при превышении допустимого ФаЪового угла.2, Способ по п,1, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что в случае применения в симметричной системе любые две сдвинутые на 90 ф перемейные элекфгрические величины преобразуют в -сеРии"прямоугольных импульсов, и одну из измеряемых величин сдвигают вперед 10 по Фазе на 90 ф до совпадения прямоугольных импульсов между собой, и та:кие пары серий вместе с соответству- ющими опорными напряжениями, имеющими общее управление, подают на логические схемы, выходные сигналы которых после прохождения логической схемы , ИЛИ выдают импульс отключения. 3. Способ по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью определения знака Фазового угла сдвига, одну из серий прямоугольных импульсов укорачивают, другую инвертируют, сравнивают логически на схемах И серии, укороченных прямоугольных импульсов и другой серии инвертированных и иеинвертированных прямоугольных импульсов друг с другом, полученные с логических схем сигналы подают на триггерную схему, по изменению знака на выходе которой определяют поляр-, ность Фазового сдвига.Источники информации, принятыево внимание приэкспертизе 1. Авторское свидетельство СССРНГР 320782, ИКИ С 01 й 25/00, 1970,