Преобразователь синусоидальных величин для релейной защиты

 

Изобретение относится к электротехнике , а именно к релейной защите и автоматике энергосистем. Цель изобретения - повышение устойчивости и надежности преобразования . Преобразователь содержит по числу входных величин датчики 1 тока и напряжения , фильтр 2 напряж.ения прямой последовательности с элементом памяти, формирователь 3 импульсов, формирователь 4 импульсов с фазоповоротной схемой, формирователь 5 импульсов, элемент 6 задержки, фазочувствительные выпрямители 7 и 8, интеграторы 9 и 10, ключевые элементы 11 и 12, элементы 13 и 14 выборки-хранения, коммутатор 15 и аналого-цифровой преобразователь 16. Блоки 7-14 объединены в блок 17 преобразования. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК дц 4 Н 02 Н 3 38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3605013/24-07 (22) 15.06.83 (46) 15.07.88. Бюл. № 26 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт релестроения (72) Э. К. Федоров и Э. М. Шнеерсон (53) 621.316.925.001.24:621.316.1 (088 8) (56) Известия АН СССР. Энергетика и транспорт. 1982, № 4, с. 35 — 45. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СИНУСОИДАЛЬНЫХ ВЕЛИЧИН ДЛЯ РЕЛЕЙНОЙ

ЗАЩИТЫ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной зашите и ав„„Я0„„141 О169 А 1 томатике энергосистем. Цель изобретения— повышение устойчивости и надежности преобразования. Преобразователь содержит по числу входных величин датчики 1 тока и напряжения, фильтр 2 напряжения прямой последовательности с элементом памяти, формирователь 3 импульсов, формирователь 4 импульсов с фазоповоротной схемой, формирователь 5 импульсов, элемент 6 задержки, фазочувствительные выпрямители 7 и 8, интеграторы 9 и 10, ключевые элементы 11 и 12, элементы 13 и 14 выборки-хранения, коммутатор 15 и аналого-цифровой преобразователь 16. Блоки 7 — 14 объединены в блок 17 преобразования. 2 ил.

1410169

1О l5

ЗО

Изобретение относится к электротехнике, ,а именно к релейной защите и автома тике энергосистем, и может быть исполь зовано в дистанционных токовых защитах, избирателях АПВ и т.п., выполненных на основе микропроцессорных структур.

Цель изобретения — повышение устойчивости и надежности.

На фиг. 1 представлена структурная схема преобразователя для трехфазной контролируемой сети; на фиг. 2 — временные диаграммы работы преобразователя.

Преобразователь синусоидальных величин для релейной защиты содержит по числу входных величин датчики 1 тока и напряжения, фильтр 2 напряжения прямой последовательности с элементом памяти, подключенный своими входами к выходам датчиков 1 напряжения фаз, первый формирователь 3 импульсов и второй формирователь 4 импульсов с фазоповоротной схемой, подключенные к выходу фильтра 2 напряжения прямой последовательности с элементом памя.ти, третий формирователь 5 импульсов и эле мент 6 задержки, включенные последовательно, причем вход третьего формирова.теля 5 импульсов подключен к выходу первого формирователя 3 импульсов, по числу датчиков 1 тока и напряжения — первые 7 и вторые 8 фазочувствительные выпрямители, подключенные первыми входами к выходам первого формирователя 3 импульсов и второго формирователя 4 импульсов с фазоповоротной схемой, а вторыми входами — к выходам каждого датчика 1, первые 9 и вторые 10 интеграторы, подключенные информационными входами к выходам фазочувствительных выпрямителей 7 и 8 соответст венноо, первые 11 и вторые 12 ключевые эле: менты, подключенные входами к выходу эле, мента 6 задержки, а выходами к управляющим входам первого 9 и второго 10 интеграторов, элементы 13 и 14 выборки-хранения, информационные входы которых подключены к выходам интеграторов 9 и 10, а управляющие входы — к выходу третьего формирователя 5 импульсов, коммутатор 15, входы которого подключены к выходам элементов 13, 14 выборки-хранения, и аналого-цифровой преобразователь 16, подключенный к выходу коммутатора 15. Блоки 7 — 14 объединены в блок 17 преобразования.

Преобразователь синусоидальных величин для релейной защиты работает следующим образом.

На выходе фильтра 2 выделяется напряжение прямой последовательности U;, которое фильтруется и запоминается на некоторое время активным полосовым фильтром с высокой добротностью, настроенным на промышленную частоту, который входит в состав блока фильтров 2. На выходе формирователей 3 и 4 формируются поляризующие прямоугольные импульсы напряжений U; и V<, сдвинутых на 90 эл. град. (фиг. 2). Формирователь 5 формирует кратковременные импульсы по фронту изменения напряжения

Ua (для случая двухполупериодного преобразования он формирует импульсы как по положительному. так и по отрицательному фронту) . Элемент 6 задержки формирует кратковременные импульсы по фронту окончания импульсов с выхода формирователя 5.

Диаграммы на фиг. 2 приведены для случая напряжения UA, совпадающего по фазе с напряжением V . При этом на выходах фазочувствительных выпрямителей

7 и 8 формируются напряжения U и Uq, а на выходах интеграторов 9 и 10 — пропорциональные им напряжения Ue u Uio.

В моменты времени t =,—,, —,... на

% z% з% выходе формирователя 5 формируются кратковременные импульсы, разрешающие выборку сигналов с помощью элементов 13 и 14 выборки-хранения. При этом на выходах элементов 13 и 14 выборки-хранения формируются напряжения Uia и Ui4, равные значениям напряжений Ug u Uio в указанные моменты времени. Для рассматриваемого случая напряжение Ui (косинусная составляющая) равно амплитуде напряжения U>, а напряжение Ui4 (синусная составляющая) равно нулю. Так как длительность импульсов, формируемых на выходах формирователя 5 и элемента 6 задержки, значительно меньше полупериода промышленной частоты, то влиянием последней на временной диаграмме можно пренебречь.

В интервалах времени между выборками напряжения U> и Ui4 на выходах элементов 13 и 14 выборки-хранения практически не изменяются по величине. После окончания импульса на выходе формирователя 5 на выходе элемента 6 задержки формируется кратковременный импульс, который через ключевые элементы 11 и 12 обеспечивает начальную установку интеграторов

9 и 10. При установившемся значении величины UA напряжения Uia и Ui4 не изменяются, а в переходном режиме они изменяются ступенчато через время, равное !/2 периода промышленной частоты.

Таким образом, на выходах блока 17 преобразования фазы А формируются напряжения, пропорциональные активной и реактивной составляющим вектора напряжения

U, которые преобразуются в цифровую форму с помощью коммутатора 15 и аналогоцифрового преобразователя 16.

Особенностью работы преобразователя является то, что обеспечивается одновременность выборки сигналов. При этом погрешность измерения, обусловленная неодновременной выборкой сигналов, исключается полностью. Поскольку выборка сигналов производится в определенное время, кратное 1/2 периода промышленной частоты, а интегрирование сигналов — в течение этого времени, 1410169 да 2

Составитель A. Елкин

Редактор А.Маковская Техред И. Верес Корректор И.Муска

Заказ 3490/52 Тираж 650 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 то точность преобразователя повышается изза уменьшения погрешности, обусловленной некачественным сглаживанием измеряемых напряжений, и не зависит от величины переменной составляющей на выходе фазочувствительного выпрямителя. При этом интегральное значение сигнала во время интегрирования, кратное периоду или 1/2 периода промышленной частоты, пропорционально среднему значению величин и практически не зависит от уровня пульсаций, а быстродействие преобразователя повышается и не превышает 10 мс. Точность преобразования не зависит от количества выборок и соответствует точности цифрового преобразования с бесконечным количеством выборок, что повышает устойчивость и надежность комплекса.

Формула изобретения

Преобразователь синусоидальных величин для релейной защиты, содержащий по числу входных величин датчики тока и напряжения, выходы которых электрически соединены с входами элементов выборки-хранения, коммутатор, входы которого подключены к выходам элементов выборки-хранения, а выходы — к входу аналого-цифрового преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости и надежности, в него введены фильтр напряжения прямой последовательности с элементом памяти, первый формирователь импульсов, второй формирователь импульсов с фазоповоротной схемой, третий формирователь импульсов, элемент задержки, а также соответственно по числу датчиков тока и напряжения первые и вторые ключевые элементы, интеграторы и фазочувствительные выпрямители, причем входы фильтра прямой последовательности с элементом памяти подключены к выходам датчиков, напряжения фаз, а его выход — к входам первого формирователя импульсов и второго формирователя импульсов с фазоповоротной схемой, выходы которых подключены соответственно к первым входам первых и вторых фазочувствительных выпрямителей, к вторым входам которых подключен выход каждого датчика, а к выходам — информационные входы первых и вторых интеграторов, управляющие входы которых под20 ключены к выходам первых и вторых ключевых элементов, а выходы — к информационным входам элементов выборкихранения, управляющие входы которых подключены к выходу третьего формирователя импульсов, вход которого подключен к выходу первого формирователя импульсов, а выход — к входу элемента задержки, выход которого подключен к входам первых и вторых ключевых элементов.