Устройство для сравнения фаз

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ФАЗ, содержащее два формирователя прямоугольных импульсов из сравнительных величин, подключенные выходами , логического блока, отличающееся тем, что с целью повышения помехоустойчивости, логический блок выполнен на основе двух мажоритарных элементов с обратной, связью и дополнительно введены последовательно включенные сумматор и формирователь модуля, при этом входы сумматора подключены к выходам формирователей прямоугольных импуль сов и макюритарных элементов,- а выход формирователя модуля является выходом устройства. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) .)(ц H 02 Н 3/38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ. И ОТНРЬГПФ (21) 3634125/24-07 (22) 11;07. 83 (46) 23.02.85. Бюл.М 7 (72) В,С.Пастухов и В.М.Анисимов (71) Дальневосточный ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им, В.В.Куйбышева и Районное энергетическое управление

"Дальэнерго" (53) 6?1.3 16.925(088.8) (56) 1. Дорогунцев В.Г., Овчаренко Н.И. Элементы автоматических устройств энергосистем, М., "Энергия", 1979, с.198, рис.б-б.

2. Шнеерсон Э.M. Полупроводниковые реле сопротивления. М., "Энергия", 1975, с.63 рис.39-а.

3. Авторское свидетельство СССР

У 970061, кл. H 02 Н 3/38, 1979. (54)(57) УСТРОЙСТВО Д)И СРАВНЕНИЯ

ФАЗ, содержащее два формирователя прямоугольных импульсов из сравнительных величин, подключенные выходаьы логического блока, о т л ич а ю .щ е е с я тем, что с целью повышения помехоустойчивости, логический блок выполнен на основе двух мажоритарных элементов с обратной. связью и дополнительно введены последовательно включенные сумматор и формирователь модуля, при этом вхо-. ды сумматора подключены к выходам формирователей прямоугольных импуль" сов и мажоритарных элементов, а выход формирователя модуля является выходом устройства.

1141499

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при выполнении устройств релейной защиты и автоматики энергосистем.

Известны полупроводниковые фазо- 5 сравнивающие элементы, реагирующие на среднее значение выходного сигнала (I).

Основным недостатком этих элементов является низкое быстродействие, ограничивающее возможную область применения.

Известны также фазосравнивающие органы, выполненные на основе замера длительности совпадения или не- 15 совпадения знаков мгновенных сравни1 ваемых величин, (2).

Недостатками данных органов являются зависимость параметров срабатывания от частоты сравниваемых 20 величин и импульсный характер выходного сигнала.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство 25 сравнения по фазе двух электрических величин логического типа, содержащее формирователи прямоугольных импульсов и логический блок, выполненный на основе трех RS-триггеров, двух инверторов и двух элементов

2И-НЕ (,31.

Недостатком известного устройства является его высокая чувствительность к помехам. Так, в моменты вре- 35 мени, близкие к моментам перехода через ноль сравниваемых величин, значения помех становятся соизмеримыми с уровнями входных электрических величин, что может привести к 40 кратковременному изменению состояния одного иэ формирователей импульсов. Это изменение может длиться микросекунды, но оно запоминается

RS-триггером на время ht от момента 45 возникновения помехи до момента перехода через ноль. При достаточно большой амплитуде входного сигнала составляет не более 0,3 мс, но в это время элементы 2И-НЕ меняют 50 свое состояние, что приводит к переключению выходного RS-триггера на время, которое может. достигать

10 мс в зависимости от угла между входными величинами и вследствие 55 чего устройство ложно срабатывает.

Цель изобретения — повышение по-, мехоустойчивости устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для сравнения фаз, содержащем два формирователя прямоугольных импульсов из сравниваемых величин, подключенных выхо-. дами к входам логического блока, последний выполнен на основе двух мажоритарных элементов с обратной связью и дополнительно введены последовательно включенные сумматор и формирователь модуля, при этом входы сумматора подключены к выходам формирователей прямоугольных импульсов и мажоритарных элементов, а выход формирователя модуля является выхо-. дом устройства.

На фиг.1 изображена функциональная схема устройства, на фиг,2 а и б — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит формирователи 1 и 2 прямоугольных импульсов, выходы которых подключены к входам логического блока 3, выполненного на основе мажоритарных элементов 4 и 5 с обратной связью, сумматор 6, подключенный входами к выходам формирователей 1 и 2 и мажоритарных элементов 4 и 5 и формирователь модуля.

Мажоритарные элементы 4 и 5 выполнены на основе регенеративных компараторов на операционных усили-, телях. Причем мажоритарный элемент

4 изменяет свое состояние при совпадении знаков входных сигналов, а элемент 5 — при несоответствии этих знаков.

Мажоритарные элементы 4 и 5 реализуют мажоритарные логические функции соответственно (М ) и (М ) трех аргументов

314 Хм ХУ+ Х " Х Х .X

С з 5 Х "й+Хq Х Ху Х31 и . — . — (1) где Х4, Х и X> — входные сигналы, причем сигнал за счет обратной связи равен соответствующему выходному сигналу.

Работу устройства рассматриваем в двух режимах, когда синусоидальная величина Е опережает по фазе

Е (фиг.2а), и когда Е < отстает по фазе от Е (фиг.2б).

1141499

К1

fMз 4

ВКИИПИ Заказ 508 41 Ти аж 620 По исное

При ненулевых значениях входных величин мажоритарные элементы 4 и 5 согласно условию (1) выделяют на выходе сигналы (М ) и 1М ), соответствующие отстающ1ему по фазе инверти- 5 рованному входному сигналу, причем входными, сигналами элемента 4 яв ляются Х и Х, а элемента 5 — Х и Х . Следовательно, в первом режиме работы (фиг.2а) (М ) =Х и 10

Сумма этих сигналов и выходных сигналов формирователей 1 и 2 импульсов, как и модель этой суммы, являющаяся выходным сигналом устрой- 15 ства, равна нулю, что свидетельствует о его несрабатывании.

Ыо втрром режиме (фиг.2б) (М )-=Х„ и (М ) =Х =Х . При этом сумма вход2 ных сигналов сумматора 6 составляет gp

2mXy где meal — коэффициент передачи по i-му входу сумматора. Модуль этой суммы становится равным 0,51Х . 1 (при ш=0,25), что соответствует срабатыванию устройства. 25

На фиг.2 изменение состояния эле- ментов схемы за счет возникающих вблизи перехода через ноль помех показаны пунктирными линиями.

1(ратковременное изменение, например Х, трансформируется на выход устройства с длительностью не более

0,3 мс и может быть легко скомпенсировано введением соответствующей задержки на срабатывание исполнительного органа, включаемого на выходе устройства, в то время как известное устройство требует задержки

l0 мс.

Таким образом, предлагаемое устройство при равном быстродействии с известньпы устройством обладает

1по сравнению с ним более высокой помехоустойчивостью, что снижает вероятность ложных срабатываний устройств релейной защиты и автоматики энергосистем и, следовательно, повышает надежность их работы.