SU1130937A1 - Сдвоенный фильтр симметричных составл ющих - Google Patents

Abstract

СДВОЕННЫЙ ФИЛЬТР СИММЕТРИЧНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ, содержащий фильтр симметричных составл ющих напр жени  обратной последовательности , инвертирующий усилитель и резисторы, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и упрощени  фильтра-и его наладки, выход фильтра обратной последовательности через резистор подключен к входу инвертирующего усилител , который соединен с резистором и служит дл  подключени  на разность линейных напр жений, смежных и интересующей фазой, а выход инвертирующего усилител   вл етс  выходом фильтра.

Description

. f/f - i/AB

и

2А

СО О

СО 00

OIA

1

fuz.l Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в устройствах преобразо вани  информации энергосистем дл  релейной защиты и противоаварийной автоматики, реагирующих на несимме рию трехфазной системы. Известен сдвоенный фильтр симме ричных составл ющих, содержащий дв цепи, перва  из которых состоит из двух конденсаторов и резистора, а втора  - из двух резисторов и конденсатора tl 3. Недостатками известного фильтра  вл ютс  низка  точность при определении напр жений, сложность нала ки фильтра,требующа  наладки двух фазовых сдвигов и двух масштабных коэффициентов и отсутствие общей точки двух выходов. Повышение точности фильтра симметричных составл ющих св зано с использованием операционных усилителей . Наиболее близким к изобретению  вл етс  сдвоенный фильтр симметричных составл ющих, содержащий два суммирующих операционных усили тел , к входам которых через резисторы подключены напр жени  контролируемой трехфазной цепи. Между выходами операционных усилителей параллельно включены две фазосдвигающие R С - цепи, общие, точки конденсаторов и резисторов которых  вл ютс  выходами сдвоенного фильт . ра Г2 . Однако точность известного фильтра остаетс  еще низкой из-за р.ли ни  -подключаемой нагрузки , сложности схемы и сложности наладки фильтра. Цель изобретени  - повышение точ ности, а также упрощение фильтра и его наладки. Поставленна  цель достигаетс  те что сдвоенный фильтр симметричных составл ющих, содержащий фильтр сим метричных составл ющих напр жени  обратной последовательности, инвертирующий усилитель и резисторы, выход фильтра обратной последовател ности через резистор подключен к входу инвертирующего усилител , который соединен с резистором и служит дл  подключени  на разность линейных напр жений, смежных с интересующей фазой, а выход инвертирующего усилител   вл етс  выходом фильтра, На фиг.1 приведена обща  схема предладаемого сдвоенного фильтра; на фиг.2 - принципиальна  схема сдвоенного фильтра на основе конкретного фильтра симметричных состав л ющих обратной последовательности напр жени  (ФССОПН). Сдвоенный фильтр симметричных составл ющих содержит ФССОПН 1 с выходом относительно общей точки,ре зисторы 2-4 и операционный усилитель . (ОУ) 5, который вместе с резистором 4 образует инвертирующий усилитель к входу которого через резистор 2 подключен выход ФССОПН 1, а через резистор 3 - разность линейных напр жений, смежных к интересующей фазе. Выход инвертирующего усилител  на ОУ 5  вл етс  другим выходом фильтра. ФССОПН 1 может быть любым, в частности может быть образован ОУ 6, резисторами 7 и 8 и конденсатором 9 (фиг.2). Дл  описани  сдвоенного фильтра в работе запишем выражени  дл  напр жени  пр мой и.,д и обратной последовательностей одной фазы, например А. Добавив и вычт  в выражении (3) Uj и Up и учитыва , что 1+а+а 0, получим . - 1 откуда ( В случае,когда отсутствует напр жение нулевой последовательности U/I- UB+UO O , соотношение (5) упрощаетс  . в соответствии с выражением (5) общем случае и выражением (6) в астном случае может быть построен фильтр сш 1метричных составл ющих пр мой последовательности напр жени  (ФССППН) на основе ФССОПН. При равных значени х резисторов 2-4 напр жение на выходе инвертирующего усилител  . и - и -(. .. ).A ° равно напр жению пр мой последовательности , а на выходе ФССОПН 1 имеетс  напр жение обратной последовательности . Из выражени  4) очевидно , что аналогично можно получить ФССОПН на основе ФСППН,т.е.если 1 ФССППН , товыход инвертирующего усилител  равен напр жению обратной последовательности.

При отсутствии нулевой последовательности схема упрощаетс , так как к резистору 3 подключаетс  напр жение и вместо разности смежных с ним линейных напр жений.

Преимуществом предлагаемого сдвоенного фильтра  вл етс  отсутствие дополнительного реактивного элемента и дополнительной настройки фазового сдвига, неизбежных при простом сочетанич двух раздельных фильтров { ФССППН и ФССОПН).

Особенно удачно сочетаетс  с пред лагаемым сдвоенным фильтром ФССОПН (фиг.2), где на вход глодаетс  раз-. нс5сть тех же смежных линейных напр жений Покажем, что на выходе СУ б .действительно напр жение про порционально U. Таким как в соответствии с (2) .

комплексы

«:-0,5 + )0,5Уэ , ,,5Уз

(в)

ТО

2/.--°ЧV cв -j. 1

При Rg 2R7 И u) напр жение на выходе ОУ6 равьно напр  жению обратной последовательности фазы А

V-(,R.-c-UaA .)

Особенностью схемы сдвоенного фильтра симметричных составл ющих (фиг.2)  вл етс  полное отсутствие трудоемких настроек фазосдвигающих устройств. Вс  настройка сводитс  к

подбору R(B) дл  обеспечени  на выходе ОУ 6 напр жени , пропорционального обратной последовательности. Это делаетс  просто. При пр мой последовательности на входе уста5 навливаетс  ноль на выходе ОУ6.Затем настраиваетс  R(7) при обратной ocлeдoвaтeльнocти на входе дл  получзни  требуемого масштаба. Аналогично при этой же обратной пос10 ледовательности напр жений на входе настраиваетс  R(3) или R(2) до полу-, чени  нул  на выходе ОУ5, а затем при пр мой последовательности напр -жений на входе настраиваетс  R(4) 5 дл  получени  заданного масштаба.

В качестве ФССОПН может быть вз т другой фильтр или в приведенном фильтре 1 (фиг.2) вместо конденсатора 9 может быть использовано более 0 сложное устройство сдвига на 90,

имеющее малую частотную погрешность.

Технико-экономические преимущества предлагаемого фильтра состо т в исключительной простоте настройки сдво

5 енного фильтра и отсутствии дополнительных реактивных э гементов, что .позвол ет не только получить более простую схему, но и повысить точность работы фильтра, увеличить временную стабильность. Достижение цели изоб ретени  поддерживаетс  испытани ми макета фильтра. При испытании % акета небаланс на выходе фильтра не превышал 0,5% и определ лс  неустраненным уровнем высших гармоник трехфазной

5 контролируемой цепи.

Одновременно снижаетс  стоимость фильтра и растет его надежность. Совокупность преимуществ предлагаемого сдвоенного фильтра позвол ет

0 существенно ра:сширить использование фильтров симметричных составл ющих в устройствах защиты и противоаварийной автоматики энергосистем и в измерительной технике.

ifcA-ifAB

аз

::

ff-

Claims (1)

1. СДВОЕННЫЙ ФИЛЬТР СИММЕТРИЧНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ, содержащий фильтр симметричных составляющих напряжения обратной последовательности, инвертирующий усилитель и резисторы, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности и упрощения фильтра*и его наладки, выход фильтра обратной последовательности через резистор подключен к входу инвертирующего усилителя, который соединен с резистором и служит для подключения на разность линейных напряжений, смежных и интересующей фазой, а выход инвертирующего усилителя является выходом фильтра.

   Фиг. 1