Устройство для фильтрации симметричных составляющих электрических величин

 

Изобретение относится к электроизмерениям и электротехнике и может быть использовано в качестве входных цепей защиты, реагирующих на симметричные составляющие прямой или обратной последовательности. Цель изобретения - повышение быстродействия, упрощение настройки и снижение погрешности - достигается введением третьей фазосдвигающей цепи 2 из последовательно соединенных пятого резистора 5 и третьего конденсатора 6, включенных между третьим и первым входами устройства, средняя точка соединения которых подключена к второму выводу четвертого резистора 11, второй вывод третьего резистора 10 соединен с общей точкой соединения первого резистора и первого конденсатора 4, а общая точка соединения второго резистора 8 и второго конденсатора 9 соединена с общей шиной устройства. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sr)s G 01 R 29/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4631501/21 (22) 05.01.89 (46) 30.08.91. Бюл. М 32 (71) Новочеркасский политехнический институт им. Серго Орджоникидзе (72) В.И.Нагай (53) 621.372.54(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 898552, кл. Н 02 J 3/26, 03.03.80.

Авторское свидетельство СССР

М 1115165, кл. 6 01 R 29/16, опублик, 23.09.84.

„„53J 1674014 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИЛЬТРАЦИИ

СИММЕТРИЧНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН (57) Изобретение относится к электроизмерениям и электротехнике и может быть использовано в качестве входных цепей защиты, реагирующих на симметричные составляющие прямой или обратной последовательности. Цель изобретения— повышение быстродействия, упрощение настройки и снижение погрешности— достигается введением третьей фазосдвигающей цепи 2 из последовательно со1674014

20. R6 (R 1@1 ф + 1 R4

1 R6 (М+

30 единенных пятого резистора 5 и третьего конденсатора 6, включенных между третьим и первым входами устройства, средняя точка соединения которых подключена к второму выводу четвертого резистора 11, второй вывод третьего

Изобретение относится к области электроизмерений и электротехники, а именно к релейной защите электроэнергетических систем, и может быть использовано в качестве входных цепей защит, реагирующих на симметричные составляющие обратной (прямой) последовательности.

Целью изобретения является повышение быстродействия, упрощение настройки, снижение погрешности устройства, На фиг.1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг.2 — векторные . диаграммы, соответствующие подаче на вход ф ил ьтра системы нап ряжен ий соответственно прямой (а) и обратной (б) посл едоаател ьности.

Устройство состоит из первого и второго фазоповоротных звеньев 1,2, которые в свою очередь состоят из резисторов и конденсаторов 3, 4-6„ делителя 7 напряжения, состоящего из резистора 8 и конденсатора

9, резисторов 10-12, включенных на входе операционного усилителя 13 (ОУ) и в цепи

его обратной связи.

На диаграммах (фиг.2а,б) приняты обозначения в соответствии с обозначением элемента на принципиальной схеме (фиг.1). Напряжения Uc1, Uc2, UR3 соответствуют напряжениям на конденсаторах С>, С2 и резисторе ВЗ и отсчитываются относительно зажимов, В, С,А соответственно.

Напряжения UR4, UR5 отсчитываются относительно общей точки, образованной средней точкой делителя напряжения ЙЗ-СЗ.

Напряжения UR4 и UR5 показаны с учетом преобразования напряжений Uc

-Uc20 RG/R5, но для удобства вектора UR4, UR5 показаны совпадающими по направлению с Ucro u UC20 соответственно.

Для настройки фильтра необходимо выполнение условияJ UR4) = URGI,а также вектора 0я4 и UR5 должны быть противо.положно направлены, резистора 10 соединен с общей точкой соединения первого резистора и первого конденсатора 4, а общая точка соединения второго резистора 8 и второго конденсатора 9 соединена с общей шиной устройства. 2 ил.

Формирование выходного алгоритма напряжения US X осуществляется no àërîритму

Овых = БАВА К1 — UcAI + Ib+

j ъ j

+ Uacl К2 — UcAI Кэ где К>, К2, Кз имеют смысл вещественных коэффициентов, определяемых выражениями

Yrn рцэр,, Mo быть д ыспомощью выбора параметров RC-цепей R1С1, R2-С2, R3-С3 соответственно.

Оптимальными углами настройки являются углы pi = 30 и а = -30, а также р1=120 и щ =+ 60О. Задавшись, например, значениями р1 ир, можно определить щ и К2, а затем определить параметры R1, R2, 4р R3, R4, R5 при заданных С1, С2, С3.

При подаче на вход устройства системы напряжений прямой последовательности (фиг.2а) составляющие UR4 и UR5 равны по модулю и противоположно направлены, что

45 и обеспечивает нулевой выходной сигнал, При изменении частоты, например ее снижении, происходит изменение положения векторов Оя4 и QRG, которые также практи чески остаются равными по модулю и смещаются в одном направлении (против часовой стрелки) на одинаковый угол. Вектора UR4 и UR5 отсчитываются относительно общей точки, которая образуется путем соединения средней точки делителя напряжения RÇ-С3 и общей точки источников питания ОУ. При изменении частоты положение точки 1 изменяется (в данном случае при снижении частоты) происходит перемещение в точку 2. Новое положение векторов показано пунктиром. Напряжения

1674014

0с1, Uc2 вяз, Ои, UR5 могут быть представлены в виде

10 где p N,ðä,ðçâ,, — углы поворота цепей R1-С1, R2 — С2, R3 — СЗ при изменении частоты сети на величину Лсо .

В этом случае напряжение на выходе устройства будет практически равно нулю и это позволяет отнест! его к частотно-компенсированным с коэффициентом yf, характеризующим стабильность характеристик при изменении частоты сети, равным нулю. 20

При подаче на вход напряжения обратной последовательности (фиг,2б) вектора

UR4 и GR5 совпадают по направлению, что в конечном итоге дает на выходе сигнал не равный нулю. 25

Первоначальная точка 1 может быть выбрана на дуге полуакружности С вЂ” 1.— 2-А.

Выбор точки 1 определяется как стремлением достичь показателя Jt = О, так и получения минимальной инерционности 0 фильтра. Вследствие того, чта фазопаваротные звенья R1 — С1, R2 — С2, являются инерционными, та желательно углы р> и

pz устанавливать как можно меньшими для уменьшения инерционности. Звено R3-С3 является инерционно-дифференцирующим и поэтому для снижения его инерционности необходимо иметь угол рз как можно ближе к Л/2. Поэтому наиболее оптимальной областью нахождения точки 1 является дуга

1 — 2 — А, а углы р1 и у> должны быть меньше

2!/6, Выполнение дан Hl lх условий позволяет построить ф!!л!»тр напаяжения Обратной послеровательности с временем затухания перахсдных процессов не более четверти пе p! I opG, Б устройстве отсутствует неодходиt Io: ть выравнивания коэффициентов усиления по обоим входам ОУ.

Фор!лула изобретения

Устройство для фильтрации симметр".÷ных составля!ощих электрических величин, содержашее первый резистор, соединенный своим первы!л выводом с первым выводом первого конденсатора, втароЙ вывод которого соединен с первым входом устройства, а второй вывод первого резистора соединен с вторым входом устройства, к которому вторым своим выводом подключен второй резистор, первый вывод которого соединен с первым выводам второго конденсатора, второй вывод которого соединен с третьим входом устройства, а также операционный усилитель, инвертирую- щий вход которого соединен с общей точкой соединения первых выводов третьего и четвертого резисторов, неинвертирующий с обшей шиной, а выход является выходом устройства, отл и-!а ю ще ес я тем, что, с цельlo повышения быстродействия, упрощения настройки и снижения погрешности, дополнительно введены пятый резистор и третий конденсатор, соединен. !ые первыми своими выводами с вторым выводом третьего резистора, второй вывод четвертого резистора соединен с общей точкой первого резистора и первого конде!!сатора, а общая точка второго резистора и второго конденсатора соединена с общей шиной, 1674014

Составитель В,Куча

Техред M,Mîðãåíòàë Корректор С.Черни

Редактор О.Спесивых

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул,Гагарина. 101

Заказ 2917 Тираж 397 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва., Ж-35, Раушская наб., 4/5