Фильтр симметричных составляющих системы фазных сигналов

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ р 11896756(22) Заявлено 220679 (21) 2782759/24-07с присоединением заявки Йо(И М. Кя.з Н 03 Н 7/18 Н 02 Н 3/00 Государственными комитет СССР но делам изобретений и открытиИ(54) ФИЛЬТР СИММЕТРИЧНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМЫ ФАЗНЫХ СИГНАЛОВны с управляющими входэми элементовпамяти, блоков умножения и сумматора 2 .5 Известное устройство обладает повышенным быстродействием, меньшимигабаритами, однако большой схемнойсложностью.Цель изобретения - упрощение уст 10 ройства,Поставленная цель достигаетсятем, что фильтр симметричных составляющих системы фдзных сигналов,содержащий три фазных канала фильтрации, каждый из которых состоитиз преобразователя сигнала и делителя частоты на три, сумматор, элемент памяти, блок управления, одиниз входов которого связан с управ 0 ляющим входом сумматора, и генератортактовых импульсов, выход которогосоединен со входом блока управления и управляющими входами преобразователей, снабжен тремя широтноимпульсными, модуляторами, тремяэлементами И,генератором высокойчастоты, двойчно-десятичным счетчиком, распределителем-формирователем и одновибратором, фазные каналы непосредственно соецинены с сумЗ 0,матором, каждый преобразователь сигИзобретение относится к электротехнике и может бытьиспользовано в релейной защите электроустановок от повреждений и ненормальных режимов.Известны фильтры симметричных составляющих, состоящие из реактивных элементов индуктивностей, емкостей), а также активных сопротивлений, определенным образом соединенных Г 11 .Однако такие фильтры обладают малым быстродействием из-за наличия переходных процессов в элементах их схем,а также значительными габаритами.Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее три каната фильтрации, сумматор, блок управления, генератор тактовых импульсов. Каждый канал фильтрации содержит последовательно включаемые преобразователь сигналов, элемент памяти,блок умножения, делитель кода на три. В качестве преобразователя сигналов используется аналого-цифровой преобразователь. Выход генератора тактовых импульсов соединен Со входом блока управления и управляющими входами преобразователей. Выходы блока управления связаИнститут электродинамики АН Украинской ССРналов выполнен в виде последовательно включаемых широтно-импульсногомодулятора и элемента И, ко второмувходу которого подсоединен генераторвысокой частоты, а выход соединенсо входом соответствующего делителя частоты на три, суве 4 атор и элемент памяти выполнены в виде двоично-десятичного счетчика, управляющийвход которого через одновибраторсоединен с блоком управления, выполненным в виде распределителяФормирователя, при этом первый,второй и третий выходы распределителя-Формирователя соединеныс третьими входами элементов Исоответственно каналов Фаз А,В,С.Для выделения обратной последовательности второй и третий выходыраспределителя-Формирователя соединены с третьими входами элементов Исоответственно каналов Фаз С,ЬДля выделения нулевой последовательности первый выход распределителя-Формирователя соединен с третьими входами элементов И каналов всех Фаз, а между выходами Фазных каналов и входом счетчика включен вновьвведенный сумматор числа импульсов,На фиг.1 представлен Фильтр прямой последовательности, принципиальная схема на Фиг 2 - временные диаграммы, поясняющие рботу Фильтра; на Фиг.З - фильтр обратной последовательности, принципиальная схема;на фиг,4 - фильтр нулевой последовательности.Фильтр прямой последовательности(Фиг.1) состоит нз трек одинаковых Фазных каналов Фильтрации. Каждый канал состоит из преобразователя сигналов, в который входят последовательно соединенные широтно-импульсный модулятор и элемент И, соответственно для канала Фазы А 1 и 2 для канала Фазы В 3 и 4, для канала фазы С 5 и б, и делителя 7 и 9 частоты на три соответственно. Кроме .того, общим для всех преобразователей сигналов является генератор 10 выс кой частоты, выход которого подсое динеи ко вторым входам всех элементов И 2,4 и б. Выход генератора 11 тактовых импульсов соединен со входом распределителя-формирователя 12 и управляющими входами широтно-импульсных модуляторов 1,3 и 5. Выходы делителей 7-9 частоты на три соединены со входом двоично-десятичного счетчика 13. Первый вход рас.пределителя-формирователя 12 соединен через одиовибратор 14 с управляющим входом счетчика 13. Первый, второй и третий выходы распределителя- формирователя 12 соединены с трвтьим ми входами соответственно элементов И 2,4 и 6фипь 1 р окатной последовательнос-. ти фиг.З)отличается от фильтра прямой последовательности тем чтовторой выход распределителя-Формирователя 12 соединен с третьимвходом элемента И б, а третий выходраспределителя-формирователя 12соединен с третьим входом элементаИ 4.фильтр нулевой последовательностиФиг.4) отличается от фильтра прямой последовательности тем, что пео Е вый выход распределителя-формирователя 12 соединен с третьими входамивсех элементов И 2,4 и б, а выходыделителей 7-9 импульсов на три соединены со входом счетчика 13 через 3сумматор 15 числа импульсов.Рассмотрим работу фильтра прямойпоследовательности по временнымдиаграы 4 ам, приведенным на фиг.2Фазные сигналы ЧА,ЧЗ,Чс с помощьюширотно-импульсных модуляторов 1,3 39 и 5 преобразуются в импульсные последовательностиЦ 1 ТЗц. Длитель, ность е-го импульса на выходе любогомодулятора связана с входным сигналом следующей зависимостьюгде Фщр - нулевой импульс; Т- цикл преобразований;- коэффициент модуляцииуЕ, - либо значение преобразуемого сигнала в момент слибо интегральное значейиепреобразуемого сигнала,где пределами интегрирования является значение сигнала в моменты с, и сРабота модуляторов (длительность цикла преобразований) определяется импульсами с выхода генератора 11 тактовых импульсов. Импульсные сигналыС 4 н,Гз ищ поступают на первые входы соответственных элементов И 2,4 и б. На вторые их входы поступают импульсы МЬ 4 с генератора 10 высокой частоты. Третьи входы элементов И 2,4 и б соединены с выходами распределителя-формирователя 12 соответственно первым, вторым и третьим Длительность каждого управляющего импульса на выходах распределителя- формирователя 12 равна длительности цикла преобразований. Моменты появления управляющих сигналов на выходах распределителя-формирователя 12 связаны соотношениемФ; з - з- К где Т - период фазного сигнала;,- моменты появления сигналов на первом, втором итретьем выходах соответственно.Яа выходах элементов И 2,4 и 6 формируются пачкиимпульсов или значения кодов, 9 Из НР Эти знадля фильтра нулевой последовательности это соотношение имеет вид С -;фй "В =О чения кодов поступают, на входы делителей 7-9 частоты на три, на выходах которых формируются коды соответстюсл с л послвенно - " - , - Управляющий сиг. ов .фнал с первого выхода распределителя- формирователя 12 поступает на одновибратор 14, на выходе которого формируется импульс М, поступающий на управляющий вход счетчика 13, очищающий и готовящий его к работе.посл,иОсл юм зйачения код ; ф ; суммируЪЬ Ъ ются с помощью, счетчика 14. Значение кода У -"-на выходе счетчика яв 1111 Щблляется эквивалентом значения сигнала прямой последовательности.фильтр обратной последовательности работает аналогично, соотношение 11) имеет вид Счетчик 14 не суммирует непосредрюсл посл рыл.ственно коды ;;+, так как импульсы в них совпадают, Поэтому между делителями 7-9 и счетчиком 13 включен сумматор 15 часла импульсов, который и выполняет данное суммирование.Предлагаемое устройство создает быстродействующие и малогабаритныЕ фильтры симметричных составляющих. Отличие схемы одного типа фильтра от другого незначительно, что позволяет относительно просто переходить от, одного к другому. Фильтры состоят нз однотипных элементов, что улучшает технологичность их изготовления.Изобретение может быть использовано для создания опытных образцов дискретных систем релейной защиты. формула изобретения 1. Фильтр симметричных составляющих системы фазных сигналов, содержащий три фазных канала фильтрации, каждый иэ которых состоит из преобразователя сигнала и делителя частоты на три, сумматор, элемент памяти, блок управления один из выходов коР 5 36 1 20 25 30 35 40 45 5055 торого связан с управляющим входомсумматора, и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен совходом блока управления.и управляющми входами, преобразователей, о т -л и ч а ю щ и й с я тем,что,с цельюупрощения,он снабжен тремя широтно-импульсными модуляторами, тремяэлементаьй И; генератором высокойчастоты, двоичио-десятичным счетчиком, распределителем-формирователем и одновибратором, Фазные каналы непосредственно соединены ссумматором, каждый преобразовательсигналов выполнен в виде последовательно включаемых широтно-импульсного модулятора и элемента И, ковторому входу которого подсоединен генератор высокой частоты, авыход соединен со входом соответствующего делителя частоты на три,сумматор и элемент памяти выполнены в виде двоично-десятичного счетчика, управляющий вход которого через одновибратор соединен с блокомуправления, выполненным в виде распределителя-формирователя, при этомпервый, второй и третий выходы распределителя-формирователя соединеныс третьими входаМи элементов И соответственно каналов Фаз 4,8, с.2. Фильтр по п.,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью выделения обратной последовательности,второй н третий выходы распределителяФормирователя соединены с третьимивходами элементов И соответственноканалов Фаз с,Ь.3., Фильтр по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью выделения нулевой последовательности, первый выход распределителя-формирователя соединен с третьими входами элементов И каналов всех фаз, а междувыходами Фазных каналов и входом .счетчика включен вновь введенный сумматор числа импульсов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Чернобровов Н.В. Релейная защита. М "Энергия", 1971, с, 113-117.2. Успенский М.И. Получение мгновенных значений симметричных составляющих токов или напряжений электрической системы с помощью ЦВМ.Автоматическое управление электрическими системами в.аварийных режимах с применением .ЦВМ. Сыктывкар,1976, с.43-55.