RU2003984C1 - Active power digital measuring converter - Google Patents

Active power digital measuring converter

Info

Publication number
RU2003984C1
RU2003984C1 SU4941325A RU2003984C1 RU 2003984 C1 RU2003984 C1 RU 2003984C1 SU 4941325 A SU4941325 A SU 4941325A RU 2003984 C1 RU2003984 C1 RU 2003984C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
inputs
adders
multiplier
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Гаджибуба Ражидинович Гаджибабаев
Николай Ильич Овчаренко
Original Assignee
Дагестанский Политехнический Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дагестанский Политехнический Институт filed Critical Дагестанский Политехнический Институт
Priority to SU4941325 priority Critical patent/RU2003984C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2003984C1 publication Critical patent/RU2003984C1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к технике автоматического управлени  электроэнергетическими объектами и может быть использовано в устройствах противоэварийной автоматики энергосистем. Сущность изобретени : цифровой измерительный преобразователь активной мощности содержит тактовый генератор, аналого-цифровой преобразователь , перемножитель дискретных мгновенных значений напр жений и тока, счетчик импульсов, де- мультиплексор. три накапливающих сумматора, эле- . мент задержки, два сумматора, два умножител  и регистр. 2 ил.The invention relates to techniques for the automatic control of electric power facilities and can be used in anti-emergency automation devices of power systems. SUMMARY OF THE INVENTION: an active power digital measuring transducer comprises a clock generator, an analog-to-digital converter, a discrete instantaneous voltage and current multiplier, a pulse counter, a demultiplexer. three accumulating adders, ele. a delay delay, two adders, two multipliers and a register. 2 ill.

Description

Изобретение относитс  к технике автоматического управлени  электроэнергетическими системами и предназначено дл  использовани  в устройствах противоава- рийной автоматики.The invention relates to techniques for automatically controlling electric power systems and is intended for use in emergency control devices.

Известен измерительный преобразователь активной мощности однофазного тока промышленной частоты 1, состо щий из перемножител  мгновенных значений входных напр жени  и тока и частотного фильтравыдел ющего посто нную составл ющую напр жени  на выходе перемножител  (сигнал активной мощности), и подавл ющий гармоническую составл ющую удвоенной промышленной частоты и колебательную составл ющую промышленной частоты, обусловленную свободной апериодической составл ющей входного тока, возникающей при переходном процессе в электроэнергетической системе (помехи),Known measuring transducer of active power of a single-phase current of industrial frequency 1, consisting of a multiplier of the instantaneous values of the input voltage and current and a frequency filter emitting a constant component of the voltage at the output of the multiplier (active power signal), and suppressing the harmonic component of twice the industrial frequency and the oscillatory component of industrial frequency, due to the free aperiodic component of the input current that occurs during the transient in the electric power rgeticheskoy system (interference),

Недостатками такого измерительного преобразовател  активной мощности  вл ютс  значительна  инерционность, обусловленна  частотным фильтром, и слабое подавление колебательной составл ющей промышленной частоты.The disadvantages of such an active power measuring transducer are the significant inertia caused by the frequency filter and the weak suppression of the oscillatory component of the industrial frequency.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  цифровой измерительный преобразователь активной мощности 2, содержащий аналого-цифровой преобразователь (АЦП), перемножитель мгновенных значений напр жени  и тока, накапливающие сумматоры, регистры, блоки сопр жени , вычислительный блок и блок синхронизации.The closest in technical essence to the proposed one is a digital measuring transducer of active power 2, containing an analog-to-digital converter (ADC), a multiplier of instantaneous voltage and current values, accumulating adders, registers, interfaces, a computing unit and a synchronization unit.

Недостатками известного цифрового измерительного преобразовател  активной, мощности  вл ютс  повышенна  инерционность , обусловленна  интегрированием положительных и отрицательных значений мгновенной мощности, и низка  помехозащищенность , обусловленна  пропусканием на выход колебательной составл ющей промышленной частоты.The disadvantages of the known digital measuring transducer of active, power are increased inertia due to the integration of positive and negative values of instantaneous power, and low noise immunity due to the transmission of an oscillating component of the industrial frequency to the output.

Целью изобретени   вл етс  обеспечение помехозащищенности за счет практически полного подавлени  колебательной составл ющей промышленной частоты и повышение быстродействи  за счет уменьшени  интервалов интегрировани .The aim of the invention is to provide noise immunity due to the almost complete suppression of the oscillatory component of the industrial frequency and to increase the speed by reducing the integration intervals.

Цель достигаетс  тем. что в цифровой измерительный преобразователь активной мощности, содержащий АЦП. перемножитель мгновенных значений напр жени  и тока, два накапливающих сумматора и блок синхронизации, два выхода которого подключены к синхровходам накапливающих сумматоров, введены третий накапливающий сумматор, первый сумматор, подключенный к выходам первого и третьегоThe goal is achieved. that in a digital measuring transducer of active power containing an ADC. a multiplier of instantaneous voltage and current values, two accumulating adders and a synchronization unit, the two outputs of which are connected to the synchro inputs of the accumulating adders, a third accumulating adder, the first adder connected to the outputs of the first and third

накапливающих сумматоров, два умножител  на посто нные коэффициентыaccumulating adders, two multipliers by constant coefficients

Ко 1/481п2(о пАТ/4)иК2 1- 1/2sin2( ШпА Т/4)},To 1 / 481p2 (about pat / 4) and K2 1-1 / 2sin2 (ShPA T / 4)},

первый из которых присоединен к выходу первого сумматора, а второй - к выходу второго накапливающего сумматора, второй сумматор, присоединенный входами к выходам первого и второго умножителей, и элемент задержки сигнала от блока синхронизации, подключенный выходом кthe first of which is connected to the output of the first adder, and the second to the output of the second accumulating adder, the second adder connected by the inputs to the outputs of the first and second multipliers, and the signal delay element from the synchronization unit, connected by the output to

синхровходу регистра, информационный вход которого присоединен к выходу второго сумматора, а блок синхронизации выполнен из последовательно соединенных генератора тактовых импульсов, счетчика иthe clock input of the register, the information input of which is connected to the output of the second adder, and the synchronization unit is made of series-connected clock generator, counter and

демультиплексора с трем  выходами.demultiplexer with three outputs.

На фиг.1 приведена функциональна  схема цифрового измерительного преобразовател  активной мощности; на фиг.2 изо- брзжены графики, по сн ющие егоFigure 1 shows a functional diagram of a digital measuring transducer of active power; figure 2 shows graphs illustrating it

действие.act.

Цифровой измерительный преобразователь активной мощности состоит из АЦП 1, перемножител  2, накапливающих сумматоров 3, 4, 5, сумматоров б, 7, умножителейThe digital measuring converter of active power consists of ADC 1, multiplier 2, accumulating adders 3, 4, 5, adders b, 7, multipliers

8,9 на посто нные коэффициенты, регистра 10, блока 11 синхронизации, состо щего из генератора 12 тактовых импульсов, счетчика 13 импульсов и демультиплексора 14 с трем  выходами 15,16, 17 и элемента 18 задержкиПреобразователь работает следующим образом.8.9 by constant coefficients, register 10, synchronization block 11, consisting of a clock pulse generator 12, a pulse counter 13 and a demultiplexer 14 with three outputs 15.16, 17 and a delay element 18. The converter operates as follows.

С выхода генератора 12 тактовые импульсы поступают на синхровход АЦП 1.From the output of the generator 12, the clock pulses are fed to the clock input of the ADC 1.

8ход счетчика 13 и информационный S-вход демультиплексора 14. На информационный вход АЦП 1 поступают напр жение ивх и ток 1Вх и на его выходе выдел ютс  их цифровые значени  UBx(uTi), iex(uTi) с интервалом дискретизаMW TL На вход перемножител  2 поступают с выхода АЦП 1 напр жение Uex{uTi)Umsin(Wh )Hiex(uTi} lmSin(yn nTi+ ,гдеток представл ет собой сумму периодической составл ющей lmsin( УП nTi+ р )и свободной апериодической составл ющей 1е,The 8-way counter 13 and the information S-input of the demultiplexer 14. The input voltage ADI 1 and current 1Bx are input to the information input of ADC 1 and their digital values UBx (uTi), iex (uTi) with a sampling interval of MW TL are output at the input of multiplier 2 from the ADC output 1, the voltage Uex {uTi) Umsin (Wh) Hiex (uTi} lmSin (yn nTi +, where the voltage is the sum of the periodic component lmsin (UE nTi + p) and the free aperiodic component 1е,

обусловленной электромагнитным переходным процессом в электроэнергетической системе; рп и & - начальные фазы периодических составл ющих напр жени  и тока; 1иdue to the electromagnetic transient in the power system; rp and & - initial phases of the periodic components of voltage and current; 1i

г- начальное значение и посто нна  времени затухани  свободной апериодической со- ставл ющей тока. После перемножени  указанных напр жени  и тока при обычно реальном условии г Тп (при этом составл юща  1е пТ1/г I на интервале времени t Тп) на выходе перемножител  2 получаютс  цифровые значени d is the initial value and constant of the decay time of the free aperiodic component of the current. After the indicated voltage and current are multiplied under the usually real condition g Tn (in this case, the component is 1 pT1 / g I in the time interval t Tp), digital values are obtained at the output of the multiplier 2

U(nTi)UBx(nTi)UmSin(WhnTi+ рп)х x lmsin(ftfc HhU (nTi) UBx (nTi) UmSin (WhnTi + pn) x x lmsin (ftfc Hh

UmlmCOS ( )- UmlmCOS( nTi +UmlmCOS () - UmlmCOS (nTi +

+ |)HJmlmSin( nTl+9 n ) + |) HJmlmSin (nTl + 9 n)

Uo + Um1 Sin ( (On nTi+ уы f Uo + Um1 Sin ((On nTi + уы f

+ Um2Sin(2 fWn rtTl+pn ),(1) + Um2Sin (2 fWn rtTl + pn), (1)

состо щие, как указывалось, из сигнала активной МОЩНОСТИ Uo к- UmlmCOS ( р )consisting, as indicated, of the active POWER signal Uo k- UmlmCOS (p)

и помех- колебательной составл ющей про- мышленной частоты Umisin( nTi+ рп) U{ )UmIsin( Oh nTi-f- (fa) и гармонической составл ющей удвоенной промышленной частотыand interference-vibrational component of the industrial frequency Umisin (nTi + pn) U {) UmIsin (Oh nTi-f- (fa) and the harmonic component of the doubled industrial frequency

Um2Sin (2 (Wn Пт1+ рп2 )-U(2uh } UmlmCOS(2 СОп Ш + (fa + fi ),Um2Sin (2 (Wn Пт1 + рп2) -U (2uh} UmlmCOS (2 СОп Ш + (fa + fi),

где Umt Uml; Um2 -% JT/2-(4where Umt Uml; Um2 -% JT / 2- (4

WnflTl-f pn ).WnflTl-f pn).

Значени  U(uTi)с выхода перемножител  2 поступают на информационные входы накапливающих сумматоров. Тактовые импульсы , поступающие с выхода генератора 12 в интервалы времени ti-tn; ti+ AT/2-ti+ +AT/2+Tn; ti+ ДТ-Т1+ ДТ+Тл (фиг.2) на информационный S-вход демультиплексора 14, проход т на его выходы 15, 16, 17 соответственно в зависимости от адресного сиг- нала на адресном А-входе демультиплексора 14, поступающего с выхода счетчика 13. Сигналы с выходов 15, 16, 17 демультиплексора 14 поступают на син- хровходы накапливающих сумматоров, которые позвол ют записать сигналы. поступающие с выхода перемножител  2, в накапливающих сумматорах 3, 4, 5 соответственно . На выходах накапливающих сумматоров 3, 4, 5 выдел ютс  интегральные значени  сигналов The values of U (uTi) from the output of the multiplier 2 go to the information inputs of the accumulating adders. Clock pulses from the output of the generator 12 at time intervals ti-tn; ti + AT / 2-ti + + AT / 2 + Tn; ti + DT-T1 + DT + T (Fig. 2) to the information S-input of the demultiplexer 14, pass to its outputs 15, 16, 17, respectively, depending on the address signal at the address A-input of the demultiplexer 14 coming from the counter output 13. The signals from the outputs 15, 16, 17 of the demultiplexer 14 are fed to the clock inputs of the accumulating adders, which allow recording signals. coming from the output of the multiplier 2, in the accumulating adders 3, 4, 5, respectively. At the outputs of the accumulating adders 3, 4, 5, the integrated signal values are allocated

U 1и- 7 I U(nTl): U2n 7 2 и(пТ1):U 1-7 I U (nTl): U2n 7 2 and (pT1):

„.-- Г - „ч„.-- G -„ h

п 1 n 1

п г1n g1

1 Г+2М1 G + 2M

иэи 7 Б u(nTi), гп 2г1IE 7 B u (nTi), gp 2r1

где r Tn/Ti; п AT/2Ti. С выходов накапливающих сумматоров 3 и 5 значени  Uin и 1)зи поступают на входы сумматора 6, а с выхода накапливающего сумматора 4 значени  U2H - на вход умножител  9. С выхода сумматора 6 значени  UIH + Узи поступаютwhere r Tn / Ti; n AT / 2Ti. From the outputs of the accumulating adders 3 and 5, the values of Uin and 1) pass to the inputs of the adder 6, and from the output of the accumulating adders 4 the values of U2H go to the input of the multiplier 9. From the output of the adder 6, the UIH + Uzi values

55

1010

00

55

00

55

на вход умножител  8, а с выходов умножителей 8 и 9 значени  Ki(Uni + изи)иК2и2и - на входы сумматора 7, гдеto the input of the multiplier 8, and from the outputs of the multipliers 8 and 9, the values of Ki (Uni + ui) and K2i2i - to the inputs of the adder 7, where

Ki- 1/4sin2( OAiAT/4); K2- H1/2sin2( WnA Т/4).Ki- 1 / 4sin2 (OAiAT / 4); K2-H1 / 2sin2 (WnA T / 4).

С выхода сумматора 7 значение Uo Ki(Uin + U3M)+K2U2H поступает на вход регистра 10. На выходе элемента 18 задержки формируетс  импульсный сигнал, задержанный относительно последнего импульса на выходе 17 демультиплексора 14, причем значение времени задержки определ етс  временем протекани  переходных процессов в умножител х 8, 9 и сумматорах 6, 7. Выходной сигнал элемента 18 задержки записывает информацию Uo в регистр 10 и одновременно сбрасывает значени , записанные в накапливающих сумматорах 3, 4, 5. Процесс повтор етс .From the output of adder 7, the value of Uo Ki (Uin + U3M) + K2U2H is supplied to the input of register 10. At the output of delay element 18, a pulse signal is generated that is delayed relative to the last pulse at output 17 of demultiplexer 14, and the value of the delay time is determined by the transient multipliers 8, 9 and adders 6, 7. The output of delay element 18 writes Uo information to register 10 and simultaneously resets the values recorded in accumulative adders 3, 4, 5. The process is repeated.

Действие предлагаемого измерительного преобразовател  активной мощности и выделение посто нной составл ющей U0 на выходе цифрового перемножител  основаны на решении системы уравнений (фиг.2)The action of the proposed measuring transducer of active power and the allocation of the constant component U0 at the output of the digital multiplier are based on the solution of the system of equations (Fig. 2)

{ Ui Uo + Umi sin (On ti:{Ui Uo + Umi sin (On ti:

| U2 U0 + Umi sin од, (ti + AT/2); (2)| U2 U0 + Umi sin od, (ti + AT / 2); (2)

(jJ3 Uo + Um1 Sin Wn (ti + AT),(jJ3 Uo + Um1 Sin Wn (ti + AT),

определ ющих мгновенные значени  напр жени  U U(nTi), равные Ui, U2. U3, содержащие одну колебательную составл ющую промышленной круговой частоты Шп Решение системы (2) относительно посто нной составл ющей Uo представл ет собой выражениеdetermining instantaneous voltage values U U (nTi) equal to Ui, U2. U3, containing one oscillatory component of industrial circular frequency Шп. The solution of system (2) with respect to the constant component Uo is the expression

40 Uo Ki(Ui+Us),40 Uo Ki (Ui + Us),

где Ki 1 /4 sin2 {оъ ДТ/4); К2 sin2(Uh ДТ/4),where Ki 1/4 sin2 (o DT / 4); K2 sin2 (Uh DT / 4),

(3)(3)

55

00

обеспечивающие выделение посто нной составл ющей и0 из величины, содержащей только колебательную составл ющую промышленной частоты.providing the separation of the constant component u0 from the value containing only the vibrational component of industrial frequency.

Исключение гармонической составл ющей удвоенной промышленной круговой частоты 2 а)п достигаетс  интегрированием напр жени  U, содержащего указанную гармоническую составл ющую в течение интервала времени, равного ее периоду Тп лгЛУп (фиг.2). При этом в выражении (3) используютс  интегральные значени  UiH, из. Ози и напр жени  U, aThe elimination of the harmonic component of the doubled industrial circular frequency 2 a) n is achieved by integrating the voltage U containing the specified harmonic component during a time interval equal to its period Tn ЛУ ЛУ п п (Fig. 2). In this case, the integral values of UiH, from. Ozi and voltage U, a

U0 Kl(Um + U3w)+K2U2M.U0 Kl (Um + U3w) + K2U2M.

Таким образом, достигаетс  высока  помехозащищенность измерительного преобразовател  активной мощности однофазного тока с апериодической свободной составл ющей - гармоническа  составл юща  удвоенной промышленной частоты исключаетс , а колебательна  составл юща  промышленной частоты практически (при ) полностью подавл етс , и его быстродействие - врем  Те выделени  сигнала активной мощностиThus, a high noise immunity of the measuring transducer of active power of a single-phase current with an aperiodic free component is achieved — the harmonic component of the doubled industrial frequency is eliminated, and the vibrational component of the industrial frequency is almost completely suppressed, and its speed is the time Te of the active power signal extraction

однофазного тока при ДТ 5 Тп/2 не превышает длительности Тп одного периода его изменени .single-phase current at DT 5 Tp / 2 does not exceed the duration Tp of one period of its change.

(56) Авторское свидетельство СССР № 14516.14. кл. G 01 R 21/06. 1989. Авторское свидетельство СССР № 1449921. кл. G 01 R 21/06, 1989.(56) Copyright certificate of the USSR No. 14516.14. class G 01 R 21/06. 1989. USSR Copyright Certificate No. 1449921. cl. G 01 R 21/06, 1989.

Claims (1)

Формула изобретени The claims ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ, содержащий аналого-цифровой преобразо- ватель, перемножитель мгновенных значений входных напр жений и тока промышленной частоты шп, блок синхронизации и два накапливающих сумматора, синхровходы которых соединены с первым и вторым выходами блока синхронизации, отличающийс  тем, что в него введены третий накапливающий сумматор, элемент задержки , два сумматора и два умножител , причем блок синхронизации состоит из по- следовательно соединенных тактового генератора и счетчика импульсов, а также демультип ексора, выход тактового генератора подключен к синхровходу аналого- цифровогопреобразовател и A DIGITAL ACTIVE POWER TRANSMITTER that contains an analog-to-digital converter, a multiplier of instantaneous values of the input voltage and current of industrial frequency cp, a synchronization unit and two accumulating adders, the sync inputs of which are connected to the first and second outputs of the synchronization unit, characterized in that a third accumulating adder, a delay element, two adders and two multipliers are introduced, and the synchronization unit consists of a clock generator and a counter connected in series pulses, as well as the demultiplexor, the output of the clock generator is connected to the sync input of the analog-to-digital converter and информационному входу демультоплексо- ра, выход счетчика импульсов - к адресным входам мультиплексора, а выходы аналого- цифрового преобразовател  - к входам перемножител  мгновенных значений напр жени  и тока, выход которого соединен с информационными входами трех накапливающих сумматоров, третий выход блока синхронизации подключен к синх- ровходу третьего накапливающего сумматорам входу элемента задержки, выход которого подключен к входам сброса накапливающих сумматоров и входу регистра , выходы первого и третьего накапливающих сумматоров подсоединены к входам первого сумматора, выход первого сумматора - к входу первого умножител , а выход второго накапливающего сумматора - к входу второго умножител , выходы первого и второго умножителей соединены с входами второго сумматора, выход которого подключен к второму входу регистра, при этом коэффициент умножени первогоумножител  Kt - 1/4з1п2(шп ДТ/4), а коэффициент умножени  второгоумножител  Кг I - l1/2s r 2( ДТ/4}. где ДТ/2 - интервал сдвига между началами формировани  интегральных значений на входах первого, второго и третьего накапливающих сумматоров соответственно.the information input of the demultiplexer, the output of the pulse counter to the address inputs of the multiplexer, and the outputs of the analog-to-digital converter to the inputs of the multiplier of instantaneous voltage and current, the output of which is connected to the information inputs of three accumulating adders, the third output of the synchronization unit is connected to the sync the input of the third accumulator accumulating to the adders the input of the delay element, the output of which is connected to the reset inputs of the accumulating adders and the input of the register, the outputs of the first and third accumulating the adders are connected to the inputs of the first adder, the output of the first adder to the input of the first multiplier, and the output of the second accumulating adder to the input of the second multiplier, the outputs of the first and second multipliers are connected to the inputs of the second adder, the output of which is connected to the second input of the register, while the multiplication factor the first multiplier Kt is 1 / 4s1p2 (cp DT / 4), and the multiplication coefficient of the second multiplier Kg I is l1 / 2s r 2 (DT / 4}. where DT / 2 is the shift interval between the beginnings of the formation of integral values at the inputs of the first, second and third of accumulators, respectively. U,«+t/M (/r +t/3J)U, + t / M (/ r + t / 3J) pЈ/&.fpЈ / &. f i/, г/гг& ), v№) (/оi /, y / y &), v№) (/ о // /Ufu)/ Ufu) фи&2fi & 2
SU4941325 1991-06-03 1991-06-03 Active power digital measuring converter RU2003984C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4941325 RU2003984C1 (en) 1991-06-03 1991-06-03 Active power digital measuring converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4941325 RU2003984C1 (en) 1991-06-03 1991-06-03 Active power digital measuring converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2003984C1 true RU2003984C1 (en) 1993-11-30

Family

ID=21577207

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4941325 RU2003984C1 (en) 1991-06-03 1991-06-03 Active power digital measuring converter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2003984C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR850005747A (en) Time Discrete Filter Device for Interpolation
KR840005622A (en) Decimation filter unit
US4563548A (en) Method and circuit for telephone dialing signal generation
RU2003984C1 (en) Active power digital measuring converter
GB8605152D0 (en) Digital tachometer
RU2074512C1 (en) Pulse sequence generator
SU819946A1 (en) Measuring converter
SU1398101A1 (en) Two frequency-to-code converter
SU955045A1 (en) Experimental correlated random number generator
SU748270A1 (en) Digital meter of deviation of frequency from rating
SU508958A1 (en) Frequency telegraphy signal shaping device with suppressed emissions
SU1800641A1 (en) Temporal-position discrete signal modulation
SU494724A1 (en) A device for the functional processing of a control signal in tracking systems
SU1495996A2 (en) Integrating analog-to-digital converter
SU789865A1 (en) Threshold recorder
SU1735952A1 (en) Shaft-code turning angle converter
SU1224988A1 (en) Device for delaying pulse signals
SU1023647A1 (en) Device for converting pulse train periods into voltage
SU894863A1 (en) Frequency-to-voltage converter
SU1401576A1 (en) Pseudorandom signal generator
SU1179381A1 (en) Device for dividing signals
SU1753611A2 (en) Synchronization device
SU1661812A1 (en) Device for determining optimal period for product maintenance
SU702535A1 (en) Device for clocking start-stop systems for transmission of descrete data
SU591963A1 (en) Analogue storage