RU2143785C1 - System receiving and transmitting signals in three-phase electrical network - Google Patents
System receiving and transmitting signals in three-phase electrical network Download PDFInfo
- Publication number
- RU2143785C1 RU2143785C1 RU98123361/09A RU98123361A RU2143785C1 RU 2143785 C1 RU2143785 C1 RU 2143785C1 RU 98123361/09 A RU98123361/09 A RU 98123361/09A RU 98123361 A RU98123361 A RU 98123361A RU 2143785 C1 RU2143785 C1 RU 2143785C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- network
- multiplier
- cos
- Prior art date
Links
Landscapes
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники и может найти применение при организации каналов связи с использованием трехфазной электрической сети (0,38-10-35-110) кВ без ее обработки высокочастотными заградителями, при этом передачу и прием сигналов производят на стороне 0,38 кВ. The invention relates to the field of electrical engineering and can find application in organizing communication channels using a three-phase electric network (0.38-10-35-110) kV without its processing by high-frequency chokes, while the transmission and reception of signals are carried out on the side of 0.38 kV.
Известно устройство передачи и приема сигналов в трехфазной электрической сети (а.с. СССР N 1819025, 1988 г.). Недостатками известного устройства являются низкая помехозащитность при приеме сигналов и низкая, не более 10 Бод, скорость передачи сигналов. A device for transmitting and receiving signals in a three-phase electrical network (AS USSR N 1819025, 1988). The disadvantages of the known device are low noise immunity when receiving signals and low, not more than 10 Baud, the speed of signal transmission.
Наиболее близким к заявленной системе является устройство передачи и приема сигналов в трехфазной электрической сети (патент на изобретение N 2061256 1996 г., прототип). Данному устройству присущи те же недостатки. Closest to the claimed system is a device for transmitting and receiving signals in a three-phase electric network (patent for invention N 2061256 1996, prototype). This device has the same disadvantages.
Заявленная система решает задачу повышения помехоустойчивости приема сигналов и достижения нового технического результата - повышение скорости передачи сигналов до 50 или 100 Бод. The claimed system solves the problem of increasing the noise immunity of signal reception and achieving a new technical result - increasing the signal transmission rate to 50 or 100 Baud.
Повышение помехозащитности при приеме сигналов в заявленной системе осуществляют за счет применения синхронного детектирования с последующим интегрированием однополярного напряжения, при этом можно осуществлять прием сигналов при отношении сигнал/помеха меньше единицы. Это объясняется тем, что в заявленной системе отсутствует подавление слабого сигнала более сильным (помехой). Поэтому качество канала связи практически не зависит от отношения сигнал - помеха (А.П. Мановцев. Введение в цифровую радиотелеметрию. М.: Энергия, с. 242). The increase of noise immunity when receiving signals in the claimed system is carried out through the use of synchronous detection with the subsequent integration of unipolar voltage, while it is possible to receive signals with a signal / noise ratio of less than one. This is because in the claimed system there is no suppression of a weak signal by a stronger one (interference). Therefore, the quality of the communication channel is practically independent of the signal-to-noise ratio (A. P. Manovtsev. Introduction to digital radio telemetry. M .: Energy, p. 242).
Достижение технического результата - повышение скорости передачи до 50 или 100 Бод - осуществляют за счет наличия информации на приемном пункте о начале и конце передачи сигналов, что позволяет правильно выбрать начало и конец интервала интегрирования в характерных точках, соответствующих единым моментам времени перехода питающего напряжения одной из фаз через ноль в пунктах передачи и приема. The achievement of the technical result — increasing the transmission speed to 50 or 100 Baud — is carried out due to the availability of information at the receiving station about the beginning and end of signal transmission, which allows you to correctly select the beginning and end of the integration interval at characteristic points corresponding to single points in the transition time of the supply voltage of one of phases through zero at the points of transmission and reception.
Заявленная система (фиг. 1) содержит в пункте передачи синхронизатор 1, передатчик пассивно-активного типа 2, трехфазную электрическую сеть 3, в пункте приема фильтр напряжения симметричных составляющих (ФСС) обратной последовательности 4, ФСС прямой последовательности 5, первый умножитель 6, широкополосный фильтр (ШПФ) 7, преобразователь 8, узкополосный фильтр (УПФ) 9, первый фазовращатель (ФВ) 10, второй умножитель 11, фильтр нижних частот (ФНЧ) 12, интегратор 13, синхронизатор 14, второй ФВ 15, при этом входы первого 1 и второго 14 синхронизаторов подключены между одной из фаз сети 3 и "землей", выходы ФСС обратной 4 и прямой 5 последовательностей подключены соответственно к первому и второму входам первого умножителя 6, выход которого подключен к входу ШПФ 7, выход которого подключен к первому входу второго умножителя 11, вход преобразователя 8 подключен к одной из фаз сети 3, выход которого подключен к входу УПФ 9, выход которого подключен к входу первого ФВ 10, выход которого подключен к второму входу второго умножителя 11, выход которого подключен к входу ФНЧ 12, выход которого подключен к первому входу интегратора 13, выход второго синхронизатора 14 подключен к входу второго ФВ 15, выход которого подключен к второму входу интегратора 13. The claimed system (Fig. 1) contains a synchronizer 1 at the point of transfer, a passive-active type transmitter 2, a three-phase power supply network 3, at the point of reception of a voltage filter of symmetrical components (FSS) of the negative sequence 4, FSS of direct sequence 5, the first multiplier 6, broadband filter (FFS) 7, converter 8, narrow-band filter (UPF) 9, first phase shifter (PV) 10, second multiplier 11, low-pass filter (LPF) 12, integrator 13, synchronizer 14, second PV 15, while the inputs of the first 1 and second 14 synchronizers sub are connected between one of the phases of the network 3 and the ground, the outputs of the FSS of the reverse 4 and direct 5 sequences are connected respectively to the first and second inputs of the first multiplier 6, the output of which is connected to the input of the SCF 7, the output of which is connected to the first input of the second multiplier 11, the input the converter 8 is connected to one of the phases of the network 3, the output of which is connected to the input of the UPF 9, the output of which is connected to the input of the first PV 10, the output of which is connected to the second input of the second multiplier 11, the output of which is connected to the input of the low-pass filter 12, the output of which is connected to the firstthe input of the integrator 13, the output of the second synchronizer 14 is connected to the input of the second PV 15, the output of which is connected to the second input of the integrator 13.
Система работает следующим образом. The system operates as follows.
Синхронизатор 1 формирует в пункте передачи импульсы в моменты перехода питающего напряжения U(t) одной из фаз сети, для частного случая фаза A - "земля" через ноль. Импульсы следуют периодом T = 0,02 с при скорости передачи сигналов 50 Бод и T = 0,01 с при скорости передачи сигналов 100 Бод. The synchronizer 1 generates pulses at the transmission point at the moments of the transition of the supply voltage U (t) of one of the phases of the network, for a special case, phase A is ground through zero. The pulses follow a period of T = 0.02 s at a signal transmission rate of 50 Baud and T = 0.01 s at a signal transmission rate of 100 Baud.
Начало и конец передачи сигналов совпадает с моментами перехода питающего напряжения U(t) через ноль. При работе передатчика пассивно-активного типа 2 в его фазных проводах A, B, C образуют следующие трехфазные токи сигнала: I2(f1) и I1(f2) или другой форме записи:
iA(t) = ImcosWit - cos (W2t + 180);
iB(t) = Imcos(Wit + 120) - cos (W2t + 60); (1)
iC(t) = Im(cos Wit + 240) - cos (W2t - 60),
где Im - амплитудное значение тока. W1 =
(Wc - Л); W2 = (Wc + Л);
Wc = 2Пfc; Л = 2ПF; f1 = fc - F; f2 = fc + F; fc = f1 + f2/2;
Wc - частота запуска передатчика 2.The beginning and end of signal transmission coincides with the moments when the supply voltage U (t) passes through zero. When the transmitter is passive-active type 2 in its phase wires A, B, C form the following three-phase signal currents: I 2 (f 1 ) and I 1 (f 2 ) or another form of recording:
i A (t) = I m cos W i t - cos (W 2t + 180);
i B (t) = I m cos (W it + 120) - cos (W 2t + 60); (1)
i C (t) = I m (cos W it + 240) - cos (W 2t - 60),
where I m is the amplitude value of the current. W 1 =
(W c - L); W 2 = (W c + L);
W c = 2Pfc; L = 2PF; f 1 = f c - F; f 2 = f c + F; f c = f 1 + f 2/2;
W c - transmitter start frequency 2.
Эти токи образуют на входах ФСС 4 и ФСС 5 напряжения: U2(f1) и U1(f2) или в другой форме записи:
UA(t) = Um cos W1t - cos (W2t + 180);
UB(t) = Um cos (W1t + 120) - cos (W2t + 60); (2)
UO(t) = Um cos (W1t + 240 - cos (W2t - 60).These currents form at the inputs of the FSS 4 and FSS 5 voltage: U 2 (f 1 ) and U 1 (f 2 ) or in another form of recording:
U A (t) = U m cos W 1t - cos (W 2t + 180);
U B (t) = U m cos (W 1t + 120) - cos (W 2t + 60); (2)
U O (t) = U m cos (W 1t + 240 - cos (W 2t - 60).
На выходе ФСС 4 обратной последовательности, который реагирует только на первые члены (2), обратное чередование фаз ABC имеют:
U1(t) = Um1cosW1t. (3)
На выходе ФСС 5 прямой последовательности, который реагирует только на вторые члены (2), прямое чередование фаз ABC имеют:
U2(t) = Um2 cos W2t. (4)
Напряжения U1(t) и U2(t) подают на выход умножителя 6. Известно, что при подаче на вход умножителя двух напряжений с разными частотами W1 и W2 на его выходе имеют:
U6(t) = K1Um1 cos (W2-W1)t + K2) Um2 cos (W2 + W1), (5)
где K1 и K2 - коэффициенты преобразования умножителя 6. ШПФ - 7 выделяют второй член напряжения (6) с частотой W0 = W1 + W2.At the output of the FSS 4 in the reverse sequence, which responds only to the first terms (2), the reverse phase rotation of the ABCs have:
U 1 (t) = U m1 cosW 1t . (3)
At the output of the FSS 5 of a direct sequence, which reacts only to the second terms (2), the direct phase sequence ABC have:
U 2 (t) = U m2 cos W 2t . (4)
The voltages U 1 (t) and U 2 (t) are supplied to the output of the multiplier 6. It is known that when applying to the input of the multiplier two voltages with different frequencies W 1 and W 2 at its output have:
U 6 (t) = K 1 U m1 cos (W 2 -W 1 ) t + K 2 ) U m2 cos (W 2 + W 1 ), (5)
where K 1 and K 2 are the conversion coefficients of the multiplier 6. FFS - 7 isolate the second term of voltage (6) with a frequency of W 0 = W 1 + W 2 .
Ширину полосы пропускания Δ F ШПФ-7 выбирают из условия скорости передачи сигналов:
Δ F = 2/t, (6)
где t - длительность радиоимпульса. Таким образом, при скорости 50 Бод - t = 0.02 с
Δ F(50 Бод) = 2/0,02 = 100 Гц;
при скорости 100 Бод - t = 0,01 с
Δ F (100 Бод) = 2/0,01 = 200 Гц.The bandwidth width Δ F ШПФ-7 is selected from the condition of the signal transmission speed:
Δ F = 2 / t, (6)
where t is the duration of the radio pulse. Thus, at a speed of 50 Baud - t = 0.02 s
Δ F (50 Baud) = 2 / 0.02 = 100 Hz;
at a speed of 100 Baud - t = 0.01 s
Δ F (100 Baud) = 2 / 0.01 = 200 Hz.
Напряжение на выходе ШПФ -7 равно:
U0(t) = U7(t) = Umo cos W0t, (7)
где W0 =2П(f1 + f2); f1 = nF; f2 = (n+2)F; n ≥ 10 - натуральное число.The output voltage of ШПФ -7 is equal to:
U 0 (t) = U 7 (t) = U mo cos W 0t , (7)
where W 0 = 2P (f 1 + f 2 ); f 1 = nF; f 2 = (n + 2) F; n ≥ 10 is a natural number.
Выполняют условие:
T >> 1/f1 + f2 (8)
Напряжение U0(t) подают на первый вход умножителя 11.They fulfill the condition:
T >> 1 / f 1 + f 2 (8)
The voltage U 0 (t) is applied to the first input of the multiplier 11.
Рассмотрим операции формирования напряжения гетеродина для частного случая, когда n - нечетное число. Преобразователь 8 преобразует синусоидальное напряжение U(t) в напряжение типа "меандр", которое можно математически выразить в координатах:
Ось y - Us(t)
Ось x - t
U8(t) = 2Um8(0 ≲ t ≤ T/2)
U8(t) = 0 (T/2 ≲ t ≤ T),
где T= 0,02 с - период частоты F
Разложив в ряд Фурье (9), имеют:
И8(t) = Иm84/П (cos Лt - 1/3 cos 3 Лt ...+ 1/5 cos 5 Лt- ...1/n cosn Лt) (10)
Выражение (10) имеет напряжение постоянной составляющей и набор напряжений с частотами, кратными нечетным гармоникам Л - 3Л, 5Л ...nЛ.Consider the operation of generating the local oscillator voltage for a special case when n is an odd number. The Converter 8 converts the sinusoidal voltage U (t) into a voltage like "meander", which can be mathematically expressed in coordinates:
Y axis - U s (t)
X axis - t
U 8 (t) = 2U m8 (0 ≲ t ≤ T / 2)
U 8 (t) = 0 (T / 2 ≲ t ≤ T),
where T = 0.02 s is the period of the frequency F
Having expanded in a Fourier series (9), they have:
And 8 (t) = And m8 4 / П (cos Л t - 1/3 cos 3 Лt ... + 1/5 cos 5 Лt- ... 1 / n cosn Лt) (10)
Expression (10) has a DC voltage and a set of voltages with frequencies that are multiples of the odd harmonics L - 3L, 5L ... nL.
УПФ 9 выделяют напряжение с заданной нечетной гармоникой n частоты Л = 2ПF, которое является напряжением гетеродина. UPF 9 emit a voltage with a given odd harmonic n of frequency L = 2PF, which is the local oscillator voltage.
Примечание: полоса пропускания УПФ 9 не зависит от скорости передачи сигналов, то для технической реализации достаточно задать
Δ F ≤ 20 Гц.Note: UPF 9 bandwidth does not depend on signal transmission speed, then for technical implementation it is enough to set
Δ F ≤ 20 Hz.
Ur(t) = U9(t) = Umrcos Wr(t), (11)
где Wr = W0 = nЛ.U r (t) = U 9 (t) = U mr cos W r (t), (11)
where W r = W 0 = nL.
Фазовые набеги в системе устраняют ФВ 10. Напряжение Ur(t) подают на второй вход умножителя 11.Phase raids in the system eliminate the PV 10. The voltage U r (t) is applied to the second input of the multiplier 11.
Известно, что при подаче на входы умножителя двух напряжений с одинаковыми частотами и фазами на его выходе имеют:
U11(t) = Um0K3 cos W0t + Um0K4 cos 2W0t + Um0K4, (12)
где K3 и K4 - коэффициенты преобразования умножителя 11.It is known that when applying to the inputs of the multiplier two voltages with the same frequencies and phases at its output have:
U 11 (t) = U m0 K 3 cos W 0t + U m0 K 4 cos 2W 0t + U m0 K 4 , (12)
where K 3 and K 4 are the conversion factors of the multiplier 11.
ФНЧ 12 выделяют из (12) напряжение постоянной составляющей Um0K4.The low-pass filter 12 isolated from (12) the voltage of the DC component U m0 K 4 .
U11 = U12 = Um0K4. (13)
Примечание: частоту среза fcp ФНЧ 12 для скорости передачи сигналов выбирают из условия:
Fcp = 1/t = 1/0,01 = 100 Гц.U 11 = U 12 = U m0 K 4 . (13)
Note: the cutoff frequency f cp low-pass filter 12 for the signal transmission speed is selected from the condition:
F cp = 1 / t = 1 / 0.01 = 100 Hz.
Это напряжение подают на первый вход интегратора 13. На его второй вход подают импульсы синхронизатора 14, причем с помощью ФВ 15 получают одновременное следование этих импульсов с импульсом синхронизатора 1. Частоту Wc запуска передатчика пассивно-активного типа 2 формируют из частоты F аналогично с формированием частоты гетеродина.This voltage is supplied to the first input of the integrator 13. Synchronizer pulses 14 are fed to its second input, and using FV 15, these pulses are simultaneously followed by a synchronizer pulse 1. The frequency W c of starting the passive-active type 2 transmitter is formed from frequency F in the same way as local oscillator frequencies.
Докажем выполнение неравенства (8) при n min = 10; T = 0,01 с (скорость передачи сигналов 100 Бод), f1 = nF = 500 Гц,
f2 = (n + 2)F = 600 Гц. При этом неравенство (8) будет иметь вид:
0,01 >> 1/500 + 600,
т.е. оно удовлетворяется более 10 раз, что вполне допустимо.Let us prove the fulfillment of inequality (8) with n min = 10; T = 0.01 s (signal rate 100 baud), f 1 = nF = 500 Hz,
f 2 = (n + 2) F = 600 Hz. In this case, inequality (8) will have the form:
0.01 >> 1/500 + 600,
those. it is satisfied more than 10 times, which is perfectly acceptable.
Повышение помехозащитности при приеме сигналов обеспечивают следующим образом:
1. Напряжение Un на входе интегратора 13 является однополярным на интервале времени интегрирования 0 ≤ t ≤ T.The increase of noise immunity when receiving signals is provided as follows:
1. The voltage U n at the input of the integrator 13 is unipolar in the integration time interval 0 ≤ t ≤ T.
2. Напряжение помех U помех (t) на интервале времени интегрирования 0 ≤ t ≤ T имеет переменную (флуктуирующую около нуля) составляющую с математическим ожиданием:
M/U помех (t)/ = 0.2. The interference voltage U interference (t) on the integration time interval 0 ≤ t ≤ T has a variable (fluctuating around zero) component with the mathematical expectation:
M / U interference (t) / = 0.
3. Выполняют условие:
T >> 1/f1+f2
Возможность приема сигналов при отношении сигнал/помеха меньше, чем в прототипе, доказывает достижение поставленной цели - повышение помехозащищенности приема сигналов.3. Fulfill the condition:
T >> 1 / f 1 + f 2
The ability to receive signals with a signal to noise ratio is less than in the prototype, proves the achievement of the goal - increasing the noise immunity of signal reception.
Получен новый технический результат - повышена скорость передачи сигналов до 50 или 100 Бод. A new technical result was obtained - the signal transmission rate was increased to 50 or 100 Baud.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98123361/09A RU2143785C1 (en) | 1998-12-30 | 1998-12-30 | System receiving and transmitting signals in three-phase electrical network |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98123361/09A RU2143785C1 (en) | 1998-12-30 | 1998-12-30 | System receiving and transmitting signals in three-phase electrical network |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2143785C1 true RU2143785C1 (en) | 1999-12-27 |
Family
ID=20213821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98123361/09A RU2143785C1 (en) | 1998-12-30 | 1998-12-30 | System receiving and transmitting signals in three-phase electrical network |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2143785C1 (en) |
-
1998
- 1998-12-30 RU RU98123361/09A patent/RU2143785C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1130871A (en) | Non-linear digital filter | |
| US4661948A (en) | Digital quadrature amplitude modulator | |
| US8044745B2 (en) | Method and apparatus for applying clock phase and frequency offset | |
| JP2004538703A (en) | Analog FIR filter | |
| US4616185A (en) | Multiplying circuit comprising switched-capacitor circuits | |
| CN111725973B (en) | Frequency hopping differential phase shift keying modulation method for PWM carrier | |
| EP0560071B1 (en) | Method of signalling | |
| EP0601519B1 (en) | Frequency synthesizer | |
| RU2143785C1 (en) | System receiving and transmitting signals in three-phase electrical network | |
| RU2169432C2 (en) | Method of transmission and reception of signals in three- phase power network | |
| US4137505A (en) | Method of and apparatus for frequency control | |
| JP3421027B2 (en) | Synchronization method and device | |
| RU2160962C2 (en) | Method of signal transmission and reception in three-phase electric network | |
| US4807269A (en) | Apparatus for powering x-ray tubes | |
| RU2121759C1 (en) | Method for transmitting and receiving signals over three-phase power transmission line | |
| RU2156543C1 (en) | Method for receiving and transmitting signals in three-phase power supply network | |
| RU2161334C1 (en) | Device to transmit and receive signals in three-phase electrical network | |
| RU2161371C1 (en) | Signal transmitting and receiving system for three- phase supply mains | |
| RU2133554C1 (en) | Method for transmitting and receiving signals over three-phase power line | |
| RU2144730C1 (en) | Device for transmission and reception of signals in three-phase mains network | |
| RU2119253C1 (en) | Method and device for signal transmission and reception over three-phase power transmission line | |
| RU2161370C1 (en) | Method for signal transmission and reception over three-phase power line | |
| RU2291564C1 (en) | Device for transferring and receiving signals in three-phased electric transfer line | |
| CN114915317B (en) | Fractional tone communication system for LCC wireless power transmission system | |
| RU2491719C1 (en) | Method and apparatus for transmitting and receiving information over power supply networks |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20041231 |