RU2003984C1 - Active power digital measuring converter - Google Patents
Active power digital measuring converterInfo
- 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
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)
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) |
-
1991
- 1991-06-03 RU SU4941325 patent/RU2003984C1/en active
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 |