EA027848B1

EA027848B1 - Устройство и способ для дискретизации данных при измерении переменного тока и связанных физических величин

Info

Publication number: EA027848B1
Application number: EA201490006A
Authority: EA
Inventors: Юйшань Хао
Original assignee: Юйшань Хао
Priority date: 2011-06-09
Filing date: 2012-06-11
Publication date: 2017-09-29
Also published as: CN102331535B; JP2016153792A; CA2838770A1; WO2012167747A1; EP2720049A4; CA2838770C; JP2014519040A; JP6255046B2; EA201490006A1; US20140125314A1; EP2720049B1; EP2720049A1; CN102331535A; US9551732B2

Abstract

В изобретении представлены устройство и способ для измерения физических сигналов переменного тока и сбора данных. Устройство для измерения физических сигналов переменного тока и сбора данных включает канал аналоговой дискретизации для ввода сигнала переменного тока и вывода аналогового дискретизированного значения; переключатель выборки для выполнения повторной выборки, чтобы получить частоту данных, которая необходима получающей стороне; регистр для сохранения дискретизированных значений из переключателя выборки; шину для вывода дискретизированных значений из регистра для получающей стороны; контроллер времени для управления каналом аналоговой дискретизации и частотой повторной выборки переключателя выборки и цифровой фильтр нижних частот, который имеет вход, соединенный с аналоговым дискретизированным значением, выводимым каналом аналоговой дискретизации, и выход, соединенный с переключателем выборки, отфильтровывает высокочастотные составляющие из дискретизированных значений и имеет частоту отсечки, которая должны быть наполовину меньше частоты повторной выборки переключателя выборки. Устройство и способ для измерения физических сигналов и сбора данных повышают точность дистанционного измерения физических величин электроэнергии. При повторной выборке выводятся не только значения формы волны, но и эффективные значения, стабильные значения и их эффективные значения и стабильные значения для основной/гармонической волн. Таким образом выполнены разные требования получающей стороны к данным дистанционного измерения.

Description

Изобретение относится к области автоматизации силовых систем и, в частности, к устройству и способу для измерения физических величин, в частности переменного тока и связанных физических величин.

Предпосылки для создания изобретения

В области автоматизации диспетчерского управления энергосистемами измерения и сбор данных по физическим величинам электроэнергии ранее осуществляли на удаленных терминалах, а в последние годы выполняют с помощью средств автоматизации, интегрированных в подстанции. На цифровой подстанции эту работу выполняет измерительный блок, счетчик электроэнергии или терминал распределительного трансформатора в средствах автоматизации использования электроэнергии (такой как информационная система по использованию электроэнергии, интеллектуальная система по использованию электроэнергии); распределительный коммутационный терминал в средствах автоматизации распределения электроэнергии или измерительный и преобразовательный блок в контроллере возбуждения генератора. Во всех измерительных блоках или терминалах, упомянутых выше, процесс измерения и сбора данных (ниже именуемых просто как дистанционное измерение) заключается в том, что переменный ток ί и переменное напряжение и вводятся и дискретизируются с заданным интервалом выборки Δ (аналого-цифровое преобразование), чтобы получить значение выборки 1_к тока и значение выборки и_к напряжения; другие физические параметры, такие как эффективное значение переменного тока 1_к, эффективное значение переменного напряжения и_к, активная мощность Р_к, реактивная мощность О_1: (к=1,2, ...) и т.д., затем вычисляют по 1_к и и_к, и Р_к и Ц_к накапливаются, чтобы получить значения активной электроэнергии А_к и реактивной электроэнергии У_к; затем выполняется повторная выборка с интервалом М (также известным как замораживание данных по графику, определенному получающей стороной), чтобы выдать значения повторной выборки Ц Ц, Р_) и этих физических величин электроэнергии получающей стороне. Получающая сторона может получать их локально или дистанционно. Локальный прием может происходить в одном и том же устройстве или в другом устройстве, установленном рядом. Дистанционный прием происходит на дальнем расстоянии. Принятые данные дистанционного измерения применяются на получающей стороне.

В вышеописанном процессе дистанционного измерения интервал выборки Δ обычно может удовлетворять теореме выборки Шеннона, то есть частоте выборки £_δ=1/Δ>2χ£₀ (где £_с - частота отсечки дискретизированного сигнала). Поэтому вычисленные эффективные значения физических величин, такие как 1_к, и_к, Р_к и О|._:. не имеют проблемы помех. Однако после повторной выборки, поскольку частота повторной выборки Г,,,<Г_с не удовлетворяет теореме выборки Шеннона, будет существовать наложение высокочастотных компонентов на низкочастотные компоненты и, в результате, возникнет ошибка вследствие шумов дискретизации.

В настоящее время все больше преобладают новая генерация электроэнергии, передача постоянного тока и нелинейные нагрузки, и содержание гармонической волны в силовых системах становится все больше и больше. В результате, вышеупомянутая ошибка вследствие шумов дискретизации становится больше и больше. Поскольку вычисление реактивной мощности требует того допущения, что ток и напряжение являются синусоидальными сигналами, ошибка реактивной мощности и реактивной электроэнергии становится даже больше до такой степени, что ее нельзя игнорировать.

Для получающей стороны эффективные значения составляющих основной волны, т.е. ц. и,, ^р, и <,>, более ценные, чем эффективные значения Г’,Ц. Для трехфазного переменного тока составляющие положительной последовательности основной волны, т.е. лиг ич ¹¹ Мт, более ценные, чем трехфазные эффективные значения С С и 9>. Однако в существующем уровне техники отсутствуют измерительные устройства для вывода составляющих основной волны и составляющих положительной последовательности. В результате, на получающей стороне трудно применять физические величины электрической мощности.

Повторная выборка в области электроэнергии делится на три категории: (1) повторная выборка 1_к и и_к, чтобы получить на выходе ί и и^ которая называется повторной выборкой формы волны, с интервалом повторной выборки, обозначаемым как М„, причем выходом являются значения формы волны; (2) быстрая повторная выборка 1_к, и_к, Р_к и Ц_к, которая называется повторной выборкой эффективного значения, с интервалом повторной выборки, обозначаемым как М_т, причем выходом являются эффективные значения; (3) медленная повторная выборка 1_к, и_к, Р_к и Ц_к, которая называется повторная выборка в стабильном состоянии, с интервалом повторной выборки, обозначаемым как М₈, причем на выходе получают стабильные значения. Обычно М^<М_т<М₃.

Патенты на изобретения КНР ΖΕ 200910158375.Х и ΖΕ 200910158370.7 (на имя Хао Юшаня (Нао Уи8йап) с названием Устройство и способ для измерения непрерывных физических сигналов) предлагают дистанционное измерение стабильных данных и дистанционное измерение полных данных для обычно используемых физических данных. Однако выходная частота не соответствует вышеуказанной частоте повторной выборки. Кроме того, на выходе получают слишком много информации. Таким образом, их неудобно применять непосредственно в системах автоматизации в энергетике.

- 1 027848

Раскрытие изобретения

Имея в виду вышеизложенное, цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить устройство и способ для дистанционного измерения физических сигналов электроэнергии с вводом переменного тока ί и/или переменного напряжения и (именуемых ниже переменный ток) и выводом значений формы волны переменного тока, эффективных значений или стабильных значений и эффективных значений или стабильных значений их составляющих последовательности и основной волны, которые необходимы получающей стороне.

Устройство для дистанционного измерения физических сигналов переменного тока согласно изобретению включает устройство аналоговой дискретизации для выполнения аналоговой дискретизации на входном сигнале переменного тока, чтобы получить на выходе значение аналоговой дискретизации;

переключатель выборки для выполнения повторной выборки, чтобы получить частоту данных дистанционного измерения, которая необходима получающей стороне;

регистр для сохранения значения повторной выборки от переключателя выборки;

шину для вывода значения повторной выборки в регистр для получающей стороны;

контроллер времени для управления устройством аналоговой дискретизации и частотой повторной выборки переключателя выборки; и цифровой фильтр нижних частот, который имеет вход, соединенный с значением аналоговой дискретизации, выводимым устройством аналоговой дискретизации, и выход, соединенный с переключателем выборки, отфильтровывает высокочастотные составляющие из значения выборки и имеет частоту отсечки, которая должна быть вполовину меньше частоты повторной выборки переключателя выборки.

Если требуется дистанционно измерить эффективные значения переменного тока, то в дополнение к элементам вышеописанного решения должно быть также предусмотрено устройство для вычисления эффективных значений между устройством аналоговой дискретизации и цифровым фильтром нижних частот, чтобы вычислять эффективное значение для дискретизированного значения из устройством аналоговой дискретизации и выводить его в фильтр нижних частот.

Если требуется дистанционно измерить эффективные значения гармонической волны переменного тока, то в дополнение к элементам вышеописанного решения для дистанционного измерения эффективных значений должно быть также предусмотрено устройство разложения гармонической волны параллельно устройству вычисления эффективных значений между устройством аналоговой дискретизации и цифровым фильтром нижних частот. Устройство разложения гармонической волны включает устройство разложения основной/гармонической волн для выполнения разложения основной/гармонической волн на дискретизированном значении из устройства аналоговой дискретизации, чтобы получить вектор основной/гармонической волн, и устройство для вычисления амплитуды, устройство для вычисления действительной части и устройство для вычисления мнимой части, которые получают вектор основной/гармонической волн от устройства разложения основной/гармонической волн, чтобы одновременно выводить амплитуду основной/гармонической волн, действительную часть основной/гармонической волны и мнимую часть основной/гармонической волн соответственно в цифровой фильтр нижних частот.

Поскольку в процессе разложения гармонической волны объем данных дистанционного измерения заметно возрастет, устройство для дистанционного измерения с разложением гармонической волны должно включать регистр данных выбора для сохранения данных выбора, установленных получающей стороной по шине; и переключатель выбора, расположенный перед регистром, причем для битов выбора, которыми управляет регистр данных выбора, когда битом выбора является 1, эти данные будут выбраны, и значение повторной выборки будет введено в регистр для хранения; в ином случае значение повторной выборки в регистр введено не будет.

Если требуются только данные т-й гармонической волны, может быть предусмотрен регистр порядков гармонической волны для хранения данных по т-му порядку гармонической волны, установленных получающей стороной, чтобы управлять устройством разложения основной/гармонической волн для вывода вектора т-й гармонической волны.

Если выполняется измерение трехфазных сигналов переменного тока, то в дополнение к элементам вышеописанного устройства для дистанционного измерения физических сигналов переменного тока, кроме того, предусмотрено устройство для разложения последовательности, которое выполняет разложение последовательности на трех однофазных значениях основной/гармонической волн, выводимых устройством разложения основной/гармонической волн, чтобы получить трехфазные составляющие положительной последовательности переменного тока, составляющие отрицательной последовательности и составляющие нулевой последовательности, каждая из которых проходит через устройство для вычисления амплитуды, устройство для вычисления действительной части и устройство для вычисления мнимой части одновременно с выводом эффективных значений положительной последовательности, отрицательной последовательности и нулевой последовательности, действительных частей и мнимых частей, которые фильтруются цифровым фильтром нижних частот, чтобы удалить высокочастотные составляющие.

- 2 027848

Если дистанционное измерение выполняется по отношению к стабильному состоянию переменного тока, то в вышеописанном решении цифровой фильтр нижних частот включает усредняющее устройство, которое соединено с устройством вычисления эффективных значений, для получения среднего значения эффективного значения переменного тока, выводимого устройством вычисления эффективных значений, действительной части и мнимой части; и решающее устройство, которое соединено с устройством вычисления эффективных значений и предоставляет флаг Р усредняющему устройству в соответствии с эффективным значением, выведенным устройством вычисления эффективных значений, причем когда эффективное значение находится в процессе стабильного состояния, Р=0; в ином случае, когда эффективное значение находится в процессе переходного состояния, Р=1; и когда Р изменяется с 1 на 0, среднее значение сбрасывается на нуль, и когда Р=1, среднее значение является значением, которое не может быть достигнуто, которое после поступления на получающую сторону удаляется как неправильные данные.

Изобретение также предлагает устройство для дистанционного измерения переменного тока, подходящее для использования в измерительных устройствах, таких как однофазный электрический счетчик и т.д., причем устройство включает устройство аналоговой дискретизации для ввода переменного тока ί и переменного напряжения и и вывода дискретизированного значения тока 1_к и дискретизированного значения напряжения и_к;

устройство накопления и умножения для ввода дискретизированного значения тока 1_к и дискретизированного значения напряжения и_к и вывода активной электроэнергии \ν_1:;

устройство разложения гармонической волны для выполнения разложения основной и гармонической волн на дискретизированном значении тока 1_к и дискретизированном значении напряжения и_к, чтобы получить векторы основной и т-й гармонической волн;

устройство для вычисления амплитуды для ввода векторов основной и т-й гармонической волн из устройства разложения гармонической волны и вывода амплитуд основной и т-й гармонической волн;

устройство для вычисления мощности для ввода векторов основной и т-й гармонической волн напряжения и тока из устройства разложения гармонической волны, чтобы получить активную мощность и реактивную мощность основной и т-й гармонической волн;

аккумулятор для ввода и накопления реактивной мощности основной волны из устройства для вычисления мощности и вывода реактивной электроэнергии;

усредняющее устройство для ввода амплитуд основной и т-й гармонической волн из устройства вычисления амплитуды и активной мощности и реактивной мощности основной и т-й гармонической волн из устройства для вычисления мощности и вывода их средних значений в стабильном состоянии;

переключатель выборки для ввода средних значений из усредняющего устройства и активной электроэнергии и реактивной электроэнергии из аккумуляторов, выполнения повторной выборки и вывода их повторно дискретизированных значений;

регистр для сохранения повторно дискретизированных значений из переключателя выборки; шину для вывода повторно дискретизированных значений в регистр для получающей стороны; решающее устройство для отправки флага Р в усредняющее устройство в соответствии со стабильным состоянием или переходным состоянием амплитуды напряжения основной волны, амплитуды тока основной волны или мощности основной волны, причем когда флаг Р изменяется с 1 на 0, усредняющее устройство сбрасывается на нуль, и когда Р=1, выход усредняющего устройства является значением, которое не может быть достигнуто и которое удаляется как неправильные данные на получающей стороне;

устройство управления в функции времени для выполнения управления в функции времени на устройстве аналоговой дискретизации и переключателе выборки;

регистр данных выбора для сохранения набора данных выбора получающей стороной по шине; и регистр порядков гармонической волны для сохранения данных по т-му порядку гармонической волны, установленных получающей стороной, чтобы управлять устройством разложения основной/гармонической волн и выводить векторы основной и т-й гармонической волн.

Что касается дистанционного измерения с помощью электрического счетчика для трехфазного переменного тока, то он просто не может повторить процессы вышеописанного устройства для дистанционного измерения переменного тока. Устройство для разложения последовательности должно быть предусмотрено для ввода трех векторов основной/гармонической волн однофазного напряжения и тока из устройства разложения основной/гармонической волн, чтобы выполнить разложение последовательности и вывод векторов положительной, отрицательной и нулевой последовательностей трехфазного напряжения и тока в устройство для вычисления амплитуды.

Изобретение также предлагает способ дистанционного измерения физических сигналов переменного тока, включающий выполнение аналоговой дискретизации на входном сигнале переменного напряжения и и/или переменного тока ί при интервале выборки Δ, чтобы получить дискретизированные значения напряжения и_ки/или дискретизированные значения тока 1_к;

выполнение фильтрации нижних частот на дискретизированном значении напряжения и_к и/или дискретизированном значении тока 1_к, чтобы удалить высокочастотные составляющие, причем частота от- 3 027848 сечки Гс фильтрации нижних частот удовлетворяет Гс«).5/Г,,. (где Г„ - частота повторной выборки);

выполнение повторной выборки с интервалом М„, указанным получающей стороной, чтобы получить значение повторной выборки напряжения и и/или значение повторной выборки тока (;

сохранение значение повторной выборки напряжения и и/или значение повторной выборки тока (;

и вывод сохраненных данных для получающей стороны.

В вышеописанном решении функция фильтрации нижних частот должна отфильтровывать высокочастотные составляющие, чтобы ошибка вследствие шумов дискретизации не возникала при повторной выборке. Передаточная функция фильтрации нижних частот выбрана как θω=-Υ-т а₀ + а[*г +---+3,,-2 где п=2, 4, 6, 8 и является порядком фильтра; и Ο(ζ) обычно является η-м фильтром Баттерворта или η-м фильтром Чебышева.

Если требуется дистанционно измерить эффективные значения, то в дополнение к элементам вышеописанного решения должны быть вычислены эффективные значения аналоговой дискретизации между аналоговой дискретизацией и фильтрацией нижних частот.

Если требуется дистанционно измерить гармонические волны, то в дополнение к элементам вышеописанного решения для дистанционного измерения эффективных значений, кроме того, должно быть выполнено разложение гармонической волны параллельно этапу вычисления эффективных значений между аналоговой дискретизацией и фильтрацией нижних частот.

Поскольку в процессе вычисления эффективных значений гармонических волн объем данных дистанционного измерения заметно возрастет, способ дистанционного измерения с разложением гармонической волны должен включать сохранение данных выбора, введенных получающей стороной; и наличие переключателя выбора после переключателя выборки, причем для битов выбора, управляемых данными выбора, когда битом выбора является 1, эти данные будут выбраны, и значение повторной выборки будет введено в регистр для хранения; в ином случае значение повторной выборки не сохраняется.

Если необходимы только данные т-й гармонической волны, то порядок т-й гармонической волны, установленный получающей стороной, может быть сохранен для управления разложением гармонической волны и вывода вектора т-й гармонической волны.

Разложение гармонической волны выполняется на 1_к и/или и_к в соответствии с порядком т, указант^т ным получающей стороной, чтобы получить вектор т-й гармонической волны тока Ч , и/или вектор т-й

I Т 111 Р ГО гармонической волны напряжения Ч . Составляющая активной мощности гармонической волны Ч и <λ составляющая реактивной мощности гармонической волны могут быть получены из к и У

Т^г

Ιν

Р” = Ве(С -и™)

1т(1Г . ϋ“ и '<>· —-\*к --+/. Здесь Ч является величиной, сопряженной с Ч , Ис() обозначает получение действительной части, и !^т0 обозначает получение мнимой части, т=1, 2, 3,... Когда т=1, это основная волна, которая обычно должна быть выбрана. Помимо этого, одно или несколько значений т должны быть указаны получающей стороной предварительно, и могут быть измерены одна или несколько указанных гармонических волн.

I.

Значение Ч (которое является амплитудой К) и/или (которое является амплитудой ^υ™), ч и А также подвергаются фильтрации нижних частот и повторной выборке, как сказано выше, чтобы выт 111 и 111 р П1 0 ΙΠ вести эффективные значения Ч и/или / и + гармонической волны.

Если выполняется измерение трехфазных сигналов переменного тока, то в дополнение к элементам упомянутого способа дистанционного измерения переменного тока необходимо также предусмотреть этап разложения последовательности на трех векторах однофазного напряжения и/или тока основной/гармонической волн, которые получены на этапе разложения основной/гармонической волн, чтобы получить векторы положительной, отрицательной и нулевой последовательности трехфазного напряжения и/или тока, каждый из которых подвергается вычислению амплитуды, вычислению действительной части и вычислению мнимой части одновременно, чтобы вывести эффективные значения положительной, отрицательной и нулевой последовательностей напряжения и/или тока, действительных частей и мнимых частей, который подвергаются фильтрации нижних частот, чтобы удалить высокочастотные составляющие.

Положительная, отрицательная и нулевая последовательность выражаются следующим хорошо известным уравнением:

- 4 027848 где

вычисленные значения к-й степени вектора т-й гармонической волны токов Афазы, В-фазы и С-фазы соответственно, и

1,7 Ё

2)к

О)Ь являются векторами положительной, отрицательной и нулевой последовательностей т-й гармонической волны трехфазного тока соответственно. Векторы положительной, отрицательной и нулевой последовательностей т-й гармонической волны трехфазного напряжения также могут быть получены по этому уравнению.

Если дистанционное измерение выполняют по отношению к стабильному состоянию напряжения и/или тока, то вышеописанный способ, кроме того, включает усреднение полученных эффективных значений, чтобы получить их средние значения 7 и/или Ё * β; ^и Ок; и выполнение определения стабильного/переходного состояния для отправки флага Р для средних значений в соответствии с выведенными эффективными значениями, причем, когда эффективные значения находятся в стабильном процессе, Р=0; в ином случае, когда эффективные значения находятся в переходном процессе, Р=1; и когда Р изменяется с 1 на 0, средние значения сбрасываются на нуль, и когда Р=1, средними значениями являются значения, которые не могут быть достигнуты и которые удаляются как неправильные данные после поступления на получающую сторону.

В вышеописанном способе усреднение также представляет собой некоторый тип фильтрации нижних частот.

Способ для усреднения ^к 1

У =μΣ^χι =— [<^к-1) · Хь-, + х_к)]

На этапе определения его выполняют следующим образом. Вычисляется вариантность введенных данных х_к (х_к=1_к или и_к или Р_к)

5_к = 7—7 Х-1 + - \-ι)² +τΥχ - Хк)² · к-1 к-1

1¾ - \| < л/к · 1₀Эк - 1)

Если

9/ 2 то состояние стабильное. Здесь ^Лк является средним значеявляется распределением Стьюдента, а является уровнем риска, указанным получающей стонием, роной. Это определение применяется к каждому из 1_к, или и_к, или Р_к. Стабильное состояние требует строгого применения, при котором выведенный Р равен 0, только если Р равен 0 во всех трех определениях. Обычно для определения достаточно ввести только Р_к.

Определение также может быть выстроено в соответствии с фильтрами. Фильтрацию α, β и γ выполняют на введенных данных х_к (х_к=1_к, или и_к, или Р_к), чтобы получить компонент местоположения §_к, компонент скорости у_к и компонент ускорения а_к для х_к. Если , то состояние переходное и Р=1; в ином случае состояние стабильное и Р=0. Здесь а_д является заданным значением. Если требуется строгое применение, то могут быть дополнительные определения. Если то состояние переходное и Р=1;

только если условия и Г^Ь1 ' “г и гм “^г удовлетворены, состояние стабильное и Р=0. Здесь ν₆ является заданным значением, а_д и ν₆ относятся к полосе пропускания, т.е. постоянной времени, сигнала хк. Подробную информацию можно найти в материалах, относящихся к конструкции фильтров α, β и γ или конструкции фильтров Калмана.

Настоящее изобретение также предлагает способ дистанционного измерения переменного тока, подходящий для использования в однофазном электрическом счетчике и т.д., причем способ включает выполнение аналоговой дискретизации на входном сигнале переменного тока ί и переменного напряжения и, чтобы получить на выходе дискретизированное значение тока 1_к и дискретизированное значение напряжения и_к;

выполнение умножения с накоплением на дискретизированном значении тока 1_к и дискретизированном значении напряжения и_к, чтобы получить на выходе активную электроэнергию ^_к;

выполнение фильтрации нижних частот на дискретизированном значении тока 1_к и дискретизированном значении напряжения и_к, чтобы удалить высокочастотные составляющие, причем частота отсечки Ге фильтрации нижних частот удовлетворяет Гс<0.5/Г, (Г, - частота повторной выборки);

выполнение повторной выборки на прошедших фильтрацию нижних частот дискретизированных

- 5 027848 значениях, чтобы получить повторно дискретизированные значения;

выполнение разложения основной/гармонической волн на повторно дискретизированных значениях, чтобы получить векторы основной и т-й гармонической волн;

вычисление амплитуд векторов основной и т-й гармонической волн, чтобы получить на выходе амплитуды основной и т-й гармонической волн;

вычисление векторов мощности основной и т-й гармонической волн, чтобы получить активную мощность и реактивную мощность основной и т-й гармонической волн;

усреднение амплитуд основной и т-й гармонической волн, активной мощности и реактивной мощности, чтобы получить на выходе их средние значения в стабильном состоянии;

накапливание реактивной мощности основной волны, чтобы получить на выходе реактивную электроэнергию;

повторная выборка средних значений активной электроэнергии и реактивной электроэнергии, чтобы получить на выходе их повторно дискретизированные значения;

сохранение повторно дискретизированных значений;

вывод сохраненных повторно дискретизированных значений получающей стороне по шине; и этап определения для отправки флага Р для средних значений в соответствии с амплитудой напряжения основной волны, амплитудой тока основной волны или мощностью основной волны в стабильном состоянии или в переходных состояниях, причем когда флаг Р изменяется с 1 на 0, средние значения сбрасываются на нуль, и когда Р=1, средние значения являются значениями, которые не могут быть достигнуты и удаляются как неправильные данные на получающей стороне.

Для трехфазного переменного тока настоящее изобретение, кроме того, предлагает способ дистанционного измерения переменного тока, подходящий для использования в трехфазном электрическом счетчике и т.д., который в дополнение к элементам вышеописанного способа дистанционного измерения физических сигналов переменного также включает этап разложения основной/гармонической волн, этап вычисления амплитуды, этап вычисления действительной части и этап вычисления мнимой части, чтобы получить на выходе амплитуды, действительные части и мнимые части составляющих положительной, отрицательной и нулевой последовательностей основной/гармонической волн для этапа усреднения.

Для переменного тока используется устройство аналоговой дискретизации, чтобы получить дискретизированные значения напряжения и тока. Могут быть точно вычислены эффективные значения и мощность тока и напряжения. При повторной выборке получают не только значения формы волны, но и эффективные значения, стабильные значения их основной и гармонической волн. Фильтрация нижних частот перед повторной выборкой позволяет избежать ошибки, возникающей вследствие шумов дискретизации. Определение стабильного состояния обеспечивает, что переходные данные не будут попадать в стабильные данные. Таким образом, выполняются разные требования получающей стороны к данным дистанционного измерения.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - устройство и способ согласно изобретению для дистанционного измерения формы волны однофазного напряжения переменного тока.

Фиг. 2 - устройство и способ согласно изобретению для дистанционного измерения эффективного значения однофазного напряжения переменного тока.

Фиг. 3 - устройство и способ согласно изобретению для дистанционного измерения эффективного значения однофазного напряжения переменного тока с разложением гармонической волны.

Фиг. 4 - вариант устройства с фиг. 3.

Фиг. 5 - еще один вариант устройства с фиг. 3.

Фиг. 6 - устройство и способ согласно изобретению для дистанционного измерения трехфазного напряжения с разложением гармонической волны.

Фиг. 7 - устройство и способ для дистанционного измерения стабильного значения напряжения.

Фиг. 8 - устройство и способ для дистанционного измерения однофазного переменного тока.

Фиг. 9 - устройство и способ для дистанционного измерения трехфазного переменного тока. Подробное описание

Варианты осуществления изобретения устройства и способа согласно изобретению будут описаны ниже в связи с прилагаемыми чертежами.

На фиг. 1 показаны устройство и способ для дистанционного измерения формы волны однофазного напряжения переменного тока.

На фиг. 1 устройство для дистанционного измерения формы волны напряжения включает устройство аналоговой дискретизации 1, переключатель выборки 2, регистр 3, шину 4 и контроллер времени 5. Устройство, кроме того, включает цифровой фильтр нижних частот 6. Входной сигнал переменного напряжения и проходит через устройство аналоговой дискретизации 1, чтобы получить на выходе дискретизированное значение напряжения и_к, которое фильтруется цифровым фильтром нижних частот 6, чтобы удалить высокочастотные составляющие, и затем отправляется в переключатель выборки 2. Повторная выборка выполняется переключателем выборки 2, и затем дискретизированное значение напряжения ц выводится и хранится в регистре 3. Под управлением шины 4 регистр 3выводит данные получающей

- 6 027848 стороне по шине 4. Устройством аналоговой дискретизации 1 и переключателем выборки 2 управляет контроллер времени 5. Функция цифрового фильтра нижних частот 6 заключается в том, чтобы удалить высокочастотные составляющие, и его частота отсечки £_с должна быть вполовину меньше частоты повторной выборки £„.

Устройство в варианте осуществления с фиг. 1 также может быть применено для дистанционного измерения формы волны тока, если сигналы напряжения заменить сигналами тока. Подобным образом, устройство с фиг. 1 также применимо для дистанционного измерения формы волны для многофазного напряжения и многофазного тока.

На фиг. 2 показаны устройство и способ для дистанционного измерения эффективного значения однофазного напряжения переменного тока.

На фиг. 2 устройство для дистанционного измерения эффективного значения однофазного напряжения переменного тока включает устройство аналоговой дискретизации 1, устройство для вычисления эффективного значения 7, переключатель выборки 2, регистр 3, шину 4 и контроллер времени 5. Устройство, кроме того, включает цифровой фильтр нижних частот 6. Входной сигнал напряжения и проходит через устройство аналоговой дискретизации 1, чтобы получить на выходе дискретизированное значение напряжения и_к, которое проходит через устройство для вычисления эффективного значения 7, чтобы получить на выходе эффективное значение напряжения и_к. Эффективное значение напряжения и_к фильтруется цифровым фильтром нижних частот 6, чтобы удалить высокочастотные составляющие, и затем отправляется в переключатель выборки 2. Повторная выборка выполняется переключателем выборки 2, и затем дискретизированное значение напряжения Ц выводится и сохраняется в регистре 3. Под управлением шины 4 регистр 3 выводит данные получающей стороне по шине 4. Устройством аналоговой дискретизации 1 и переключателем выборки 2 управляет контроллер времени 5. Функция фильтра нижних частот 6 заключается в том, чтобы удалить высокочастотные составляющие, и его частота отсечки £_сдолжна быть вполовину меньше частоты повторной выборки Г_т.

Устройство и способ в варианте осуществления с фиг. 2 также применимы для дистанционного измерения эффективного значения однофазного тока, если заменить сигналы напряжения сигналами тока. Подобно этому устройство и способ с фиг. 2 также применимы для дистанционного измерения эффективного значения многофазного напряжения и многофазного тока.

На фиг. 3 показаны устройство и способ для дистанционного измерения эффективного значения однофазного напряжения переменного тока с устройством разложения гармонической волны.

На фиг. 3 в дополнение к элементам на фиг. 2 также включен процесс разложения основной волны. Дискретизированное значение напряжения ик, выведенное из устройства аналоговой дискретизации 1, проходит через устройство для разложения основной волны 81, чтобы получить вектор основной волны υλ и?

который вводится в устройство для вычисления амплитуды 82, устройство для вычисления действительной части 83 и устройство для вычисления мнимой части 84 одновременно, чтобы получить на ~ Г’¹ о ~ выходе амплитуду основной волны напряжения действительную часть основной волны напряжения ^^гк и мнимую часть основной волны напряжения соответственно. ^ик’ ^{иГк и и}’^к также фильтруются цифровым фильтром нижних частот 6, чтобы удалить высокочастотные составляющие, и затем подвергаются повторной выборке переключателем выборки 2 для вывода и сохранения в регистре 3.

На фиг. 4 показан вариант с фиг. 3. При практическом применении часто используются действительная часть и мнимая часть основной волны, тогда как эффективное значение и эффективное значение основной волны могут использоваться не так часто. Поэтому, как показано на фиг. 4, регистр данных выбора 31 для регистрации данных выбора может быть включен в дополнение к элементам на фиг. 3. Данными выбора, записываемыми в регистр данных выбора 31, управляет получающая сторона по шине 4. Переключатель выбора 32 расположен после переключателя выборки 2. Что касается битов данных, которыми управляет регистр данных выбора 31, то когда битом выбора является 1, эти данные будут выбраны и введены в регистр 3; в ином случае данные не будут введены в регистр 3. Таким образом, вводить ли эффективное значение, эффективное значение основной волны и действительную часть и мнимую часть основной волны в регистр 3, определяет получающая сторона по записанным ей данным выбора.

Устройство и способ с фиг. 3 также могут быть использованы для составляющих гармонической волны, как показано на фиг. 5.

На фиг. 5 показан еще один вариант с фиг. 3.

В дополнение к элементам на фиг. 3 на фиг. 5 также включен регистр 33 частот гармонических волн для регистрации данных по т. Управление получающей стороной данными, записываемыми в регистр 33 частот гармонических волн, осуществляется по шине 4. Выход регистра 33 частот гармонических волн соединен с устройством разложения гармонической волны 81 для управления устройством разложения V” т-й гармонической волны. Другие элегармонической волны 81, чтобы получить на выходе вектор менты такие же как на фиг. 3.

Трехфазное напряжение применимо к фиг. 4, как показано на фиг. 6. Здесь 1-^ик] обозначает вектор,

- 7 027848 составленный дискретизированными значениями трехфазного напряжения ^иак’ ^{иьк и иск}. То же самое применимо к другим сигналам. В дополнение к элементам на фиг. 4, кроме того, включено устройство [иа для разложения последовательности 9. Три значения основной волны однофазного напряжения '''Ц выведенные устройством для разложения основной волны 81 с фиг. 4, вводятся в устройство для разложеи, и, ния последовательности 9, чтобы получить компонент положительной последовательности ^νο· Έ¹® проходит через устройство для вычисления амплитуды 82, устройство для вычисления действительной части 83 и устройство для вычисления мнимой части 84 одновременно, чтобы получить эффективное значение положительной последовательности, действительную часть и мнимую часть, которые фильтруются цифровым фильтром нижних частот 6, чтобы удалить высокочастотные составляющие. Число битов регистра данных выбора 31 и число битов переключателя 32 соответственно увеличиваются. Другие элементы такие же как на фиг. 4.

Если этого требует применение, процессы для отрицательной последовательности и нулевой последовательности могут быть добавлены к элементам на фиг. 6.

На фиг. 7 показаны устройство и способ для дистанционного измерения стабильного значения напряжения.

На фиг. 7 устройство для дистанционного измерения стабильного значения напряжения согласно изобретению включает устройство аналоговой дискретизации 1, устройство для вычисления эффективного значения 7, переключатель выборки 2, регистр 3, шину 4 и контроллер времени 5. Цифровой фильтр нижних частот 6, кроме того, включает усредняющий блок А1 и определяющий блок А2 после устройства для вычисления эффективного значения 7. После ввода сигнала аналогового напряжения и он проходит через устройство аналоговой дискретизации 1 и устройство для вычисления эффективного значения 7, чтобы получить на выходе эффективное значение напряжения Е_к- и_к, с одной стороны, проходит через усредняющий блок А1, чтобы получить на выходе среднее значение напряжения Ά, которое затем повторно дискретизируется переключателем выборки 2 для регистрации в регистре 3. Регистр 3 под управлением шины 4 выводит данные по шине 4 получающей стороне. С другой стороны, и_к вводится в определяющий блок А2, который предоставляет флаг Р усредняющему блоку А1. Когда V находится в процессе стабильного состояния,Р=0; в ином случае, когда Ύ находится в процессе переходного состояния, Р=1. Когда Р изменяется с 1 на 0, среднее значение Ύ сбрасывается на нуль. Когда Р=1, Ά является значением, которое не может быть достигнуто. После поступления на получающую сторону, значения Ά которые не могут быть достигнуты, удаляются как неправильные данные.

Подобно этому в соответствии с фиг. 3-6 и 7 могут быть получены выходные сигналы основной волны, гармонической волны и положительной последовательности (отрицательной последовательности, нулевой последовательности) стабильных значений.

Активная мощность Р, реактивная мощность Ц. активная электроэнергия V и реактивная электроэнергия V могут быть получены из дискретизированных значений напряжения и тока. Активная мощность Р¹ основной волны, реактивная мощность основной волны Ц¹, активная электроэнергия XV¹ основной волны и реактивная электроэнергия V¹ основной волны могут быть получены из напряжения основной волны и тока основной волны. Положительная последовательность активной мощности Р¹^) основной волны, положительная последовательность реактивной мощности Ο',-ι, основной волны, положительная последовательность активной электроэнергии ν¹(1) основной волны и положительная последовательность реактивной электроэнергии ν¹(1) основной волны могут быть получены из напряжения положительной последовательности основной волны и тока положительной последовательности основной волны. Таким образом могут быть получены выходной сигнал их эффективного значения и выходной сигнал стабильного значения.

Объединяя вышеописанные устройства, на фиг. 8 показаны устройство и способ для дистанционного измерения однофазного переменного тока, которые могут быть использованы для измерительных устройств, таких как однофазный электрический счетчик и т.д.

На фиг. 8 сигнал переменного тока ί и сигнал переменного напряжения и вводятся и проходят через устройство аналоговой дискретизации 1, чтобы получить дискретизированное значение тока 1_к и дискретизированное значение напряжения и_к. С одной стороны, дискретизированное значение тока 1_к и дискретизированное значение напряжения и_к проходят через устройство накопления и умножения В1, чтобы получить активную электроэнергию ν_;. С другой стороны, дискретизированное значение тока 1_к и дискретизированное значение напряжения и_к фильтруются фильтром нижних частот 61, чтобы удалить высокочастотные составляющие, повторно дискретизируются переключателем выборки 21 и затем вводятся в устройство разложения гармонической волны 81, чтобы получить векторы основной и т-й гармонической волн. Векторы основной и т-й гармонической волн, с одной стороны, проходят через схему вычисления амплитуды 82, чтобы получить амплитуды основной волны и т-й гармонической волны, и, с другой стороны, проходят через устройство для вычисления мощности В2 (определяется сопряженная величина вектора тока, умножается на напряжение и затем они складываются, и вычисляются действительная

- 8 027848 часть и мнимая часть), чтобы получить активную мощность и реактивную мощность основной волны и т-й гармонической волны. Амплитуды, активная и реактивная мощности основной волны и т-й гармонической волны проходят через усредняющее устройство А1, чтобы получить их средние значения в стабильном состоянии. Реактивная мощность основной волны проходит через аккумулятор В3, чтобы получить на выходе реактивную электроэнергию. Значения активной электроэнергии, реактивной электроэнергии и средние значения, выведенные усредняющим устройством А1, проходят через переключатель выборки 2 и затем в регистр 3. Регистр 3 под управлением шины 4 выводит данные по шине 4 получающей стороне. Амплитуда напряжения основной волны, амплитуда тока основной волны или мощность основной волны проходит через определяющий блок А2, чтобы определить флаг Р. Когда флаг Р изменяется с 1 на 0, усредняющая схема А1 сбрасывается на нуль. Когда Р=1, средние значения, выведенные А1, являются значениями, которые не могут быть достигнуты соответствующими величинами. На получающей стороне значения, которые не могут быть достигнуты, удаляются как неправильные данные. Устройством аналоговой дискретизации 1 и переключателями выборки 2 и 21 управляет контроллер времени 5. Другие элементы такие же, как на вышеописанных чертежах.

Переключатель выборки 21 и фильтр нижних частот 61 на фиг. 8 введены ввиду недостаточной скорости вычислений цифровыми схемами, поскольку все детали, за исключением устройства аналоговой дискретизации 1, выполняют цифровую обработку, которая может быть выполнена с помощью ПЛИС (программируемой логической интегральной схемы), ПИВМ (программируемой пользователем вентильной матрицы), ИССН (интегральной схемы специального назначения) или подобных цифровых схем, а также они могут быть реализованы программой ЦСП (цифрового сигнального процессора). Частота аналоговой дискретизации была рассчитана так, чтобы быть очень высокой для обеспечения точности активной электроэнергии. Однако скорость вычислений цифровых схем недостаточно высокая. Таким образом, необходима повторная выборка, и введен переключатель выборки 21. Для того чтобы обеспечить, чтобы ошибка вследствие шумов дискретизации не возникала после повторной выборки, введен фильтр нижних частот 61, и его частота отсечки должна быть вполовину меньше частоты повторной выборки переключателя выборки 21. Если скорость цифровой обработки достаточно высокая, фильтр нижних частот 61 и переключатель выборки 21 могут не применяться.

На фиг. 8 реактивная электроэнергия является реактивной электроэнергии основной волны. Это происходит потому, что в схеме для гармонических волн сначала внимание уделяется мощности основной волны и тому, как много реактивной мощности необходимо добавить, чтобы выполнить требование к коэффициенту мощности. Затем внимание уделяется тому, сколько гармонических волн присутствует и какая гармоническая волна больше. Поэтому т на чертеже может быть определена получающей стороной. Конечно, также можно указать несколько гармонических волн и получить результаты дистанционного измерения для них одновременно. Поскольку это просто расположение вышеописанных схем в параллели друг к другу, подробностей здесь приведено не будет.

Объединяя вышеописанные чертежи, на фиг. 9 показаны устройство и способ для дистанционного измерения трехфазного переменного тока, которые могут быть использованы для измерительных устройств, таких как трехфазный электрический счетчик и т.д.

На фиг. 9 введены сигналы трехфазного переменного тока 1_а, 1_ь, 1_с и трехфазного переменного напряжения и,,. и_ь, и_с. В дополнение к элементам на фиг. 8 также включено устройство для разложения положительной последовательности 9, чтобы вводить три однофазных тока основной волны и три трехфазных напряжения основной волны из устройства для разложения основной волны 81 и выводить векторы положительной, отрицательной и нулевой последовательностей основной волны трехфазного напряжения и векторы положительной, отрицательной и нулевой последовательности основной волны трехфазного тока в устройство для вычисления амплитуды 82. Устройство для вычисления амплитуды 82 выводит амплитуды положительной, отрицательной и нулевой последовательности основной волны напряжения и тока в усредняющее устройство А1. Вектор тока положительной последовательности основной волны и вектор напряжения положительной последовательности основной волны проходят через устройство для вычисления мощности В2, чтобы получить активную мощность положительной последовательности основной волны и реактивную мощность положительной последовательности основной волны, которые также вводятся в усредняющее устройство А1. Ввод в аккумулятор В3 должен быть суммой трехфазной реактивной мощности основной волны. Подобным же образом ввод в определяющий блок А2 должен быть суммой трехфазной активной мощности основной волны. Другие элементы такие же как на фиг. 8.

При необходимости фиг. 9 может быть расширена на активную и реактивную мощность отрицательной последовательности или нулевой последовательности основной волны и активную и реактивную мощность положительной, отрицательной и нулевой последовательности т-й гармонической волны.

Предпочтительно в дополнение к элементам на фиг. 9 также следует предусмотреть вывод эффективных значений тока и напряжения положительной, отрицательной и нулевой последовательностей в соответствии с фиг. 4 в устройство для дистанционного измерения в измерительном блоке для цифровой подстанции или электростанции. Если, кроме того, предусмотреть вывод значений формы волны в соответствии с фиг. 1, то можно выполнить требования разных подстанций и электростанций.

- 9 027848

Детали, за исключением устройства аналоговой дискретизации, в вышеописанных вариантах осуществления изобретения могут быть реализованы как ПЛИС, ППВМ, ИССН или подобных цифровых схем, а также могут быть легко реализованы программой ЦСП. Подробную информацию можно найти в руководствах по их разработке. Также можно, чтобы устройство аналоговой дискретизации и детали для цифровой обработки были интегрированы в один чип.

Варианты осуществления изобретения предлагают только некоторые специфические варианты реализации. Специалисты в данной области техники могут внести разные изменения, не нарушая сущность и идею настоящего изобретения, и все такие изменения подпадают под объем прилагаемой формулы изобретения.

Claims

1. Устройство для дискретизации данных при измерении переменного тока и связанных с ним физических величин, содержащее устройство аналоговой дискретизации (1) для выполнения аналоговой дискретизации введенного физического сигнала переменного тока и получения значения аналоговой дискретизации;

переключатель выборки (2) для повторной выборки аналогового дискретизированного значения и выполнения требования получающей стороны по частоте сбора данных;

регистр (3) для сохранения дискретизированного значения из переключателя выборки (2); шину (4) для вывода дискретизированного значения из регистра (3) получающей стороне; контроллер времени (5) для управления устройством аналоговой дискретизации (1) и частотой повторной выборки переключателя выборки (2); и цифровой фильтр нижних частот (6), который имеет вход, соединенный устройством аналоговой дискретизации (1), и выход, соединенный с переключателем выборки (2), и выполненный с возможностью отфильтровывать высокочастотные составляющие из аналогового дискретизированного значения, при этом частота отсечки наполовину меньше частоты повторной выборки переключателя выборки (2).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит устройство для вычисления эффективных значений (7), расположенное между устройством аналоговой дискретизации (1) и цифровым фильтром нижних частот (6) для вычисления эффективного аналогового дискретизированного значения и вывода этого эффективного значения в цифровой фильтр нижних частот (6).

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что устройство разложения основной/гармонической волн (81), расположенное между устройством аналоговой дискретизации (1) и цифровым фильтром нижних частот (6) параллельно с устройством для вычисления эффективного значения (7), для выполнения разложения основной/гармонической волн на аналоговом дискретизированном значении и получения вектора основной/гармонической волн; и устройство для вычисления амплитуды (82), устройство для вычисления действительной части (83) и устройство для вычисления мнимой части (84), которые выполнены с возможностью принимать вектор основной/гармонической волн из устройства разложения основной/гармонической волн (81) и одновременного вывода амплитуды основной/гармонической волн, действительной части основной/гармонической волн и мнимой части основной/гармонической волн соответственно в цифровой фильтр нижних частот (6).

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что дополнительно содержит регистр данных выбора (31) для сохранения данных выбора, установленных получающей стороной по шине; и переключатель выбора (32) перед регистром (3) дискретизированных значений, причем для битов данных, управляемых регистром данных выбора (31), когда битом выбора является 1, данные повторной выборки выбраны и введены в регистр дискретизированных значений (3); в ином случае данные повторной выборки не вводят в регистр дискретизированных значений (3).

5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что дополнительно содержит регистр частот гармонических волн (33) для сохранения данных по гармонической волне т-го порядка, установленных получающей стороной для того, чтобы управлять устройством разложения основной/гармонической волн (81) для получения на выходе вектора т-й гармонической волны.

6. Устройство по п.4, дополнительно содержащее устройство для разложения последовательности (9), выполненное с возможностью разложения последовательности на трех векторах основной/гармонической волн однофазного переменного тока, выведенных устройством разложения основной/гармонической волн (81) для получения векторов положительной последовательности, отрицательной последовательности и нулевой последовательности трехфазного переменного тока, каждый из которых прошел через устройство для вычисления амплитуды (82), устройство для вычисления действительной части (83) и устройство для вычисления мнимой части (84) одновременно для получения на выходе эффективных значений, действительных и мнимых частей положительной, отрицательной и нулевой последова- 10 027848 тельностей, отфильтрованных цифровым фильтром нижних частот (6) для удаления высокочастотных составляющих.

7. Устройство по п.2, отличающееся тем, что цифровой фильтр нижних частот (6) содержит усредняющее устройство (А1), выполненное с возможностью получения среднего эффективного значения, выведенного устройством вычисления эффективных значений (7), и соединения с переключателем выборки (2); и определяющее устройство (А2), выполненное с возможностью предоставления флага Р усредняющему устройству (А1) в соответствии с эффективным значением в стабильном состоянии или в переходном состоянии, выведенных устройством вычисления эффективных значений (7), и при этом, когда эффективное значение находится в процессе стабильного состояния, Р=0; в ином случае, когда эффективное значение находится в процессе переходного состояния, Р=1; и когда Р изменяется с 1 на 0, среднее значение сбрасывается на нуль, и когда Р=1, среднее значение является значением, которое не может быть достигнуто и после поступления на получающую сторону удаляется как неправильные данные.

8. Устройство для дискретизации данных при измерении переменного тока и связанных с ним физических величин, содержащее устройство аналоговой дискретизации (1), выполненное с возможностью ввода переменного тока ί и переменного напряжения и и вывода дискретизированного значения тока 1_к и дискретизированного значения напряжения и_к;

устройство накопления и умножения (В1), выполненное с возможностью ввода дискретизированного значения тока 1_к и дискретизированного значения напряжения и_к и вывода значения активной электроэнергии \7|._:;

устройство разложения основной/гармонической волн (81), выполненное с возможностью разложения основной/гармонической волн на дискретизированных значениях для получения векторов основной и т-й гармонической волн;

устройство для вычисления амплитуды (82), выполненное с возможностью ввода векторов основной и т-й гармонической волн из устройства разложения основной/гармонической волн (81) и вывода амплитуд основной и т-й гармонической волн;

устройство для вычисления мощности (В2), выполненное с возможностью ввода векторов основной и т-й гармонической волн из устройства разложения основной/гармонической волн (81), для получения значений активной и реактивной мощности основной и т-й гармонической волн;

аккумулятор (В3) для накопления значений реактивной мощности основной волны, вычисленной устройством для вычисления мощности (В2), для получения значений реактивной электроэнергии и вывода значений реактивной электроэнергии;

усредняющее устройство (А1) для ввода амплитуд основных волн напряжения и тока из устройства вычисления амплитуды (82) и активной мощности из устройства для вычисления мощности (В2) и вывода их средних значений;

переключатель выборки (2) для ввода средних значений из усредняющего устройства (А1), активной электроэнергии из умножающего аккумулятора (В1) и реактивной электроэнергии из аккумулятора (В3), выполнения повторной выборки и вывода их повторно дискретизированных значений;

регистр (3) для сохранения повторно дискретизированных значений из переключателя выборки (2); шину (4) для вывода повторно дискретизированных значений из регистра (3) получающей стороне; определяющий блок (А2) для отправки флага Р в усредняющее устройство (А1) в соответствии с амплитудой напряжения основной волны, амплитудой тока основной волны или мощностью основной волны в стабильном состоянии или в переходном состоянии, которое выполнено с возможностью, когда флаг Р изменяется с 1 на 0, сбрасывать на нуль, и когда Р=1, удалять выходной сигнал, являющийся значением, которое не может быть достигнуто и является неправильными данными для получающей стороны;

контроллер времени (5) для управления временем на устройстве аналоговой дискретизации (1) и переключателе выборки (2);

регистр данных выбора (31) для сохранения данных выбора, установленных получающей стороной по шине для выбора битов данных и вводимых в регистр (3), и регистр (33) частот гармонических волн (33) для сохранения данных по т-порядку гармонической волны, установленных получающей стороной, для управления устройством для разложения основной/гармонической волн (81) и получения на выходе векторов основной и т-й гармонической волн.

9. Устройство по п.8, дополнительно содержащее устройство для разложения последовательности (9) для ввода значений трех основных волн однофазного напряжения и тока из устройства разложения основной/гармонической волн (81) и вывода векторов положительной, отрицательной и нулевой последовательностей основных волн напряжения и тока в устройство для вычисления амплитуды (82).

10. Способ дискретизации данных при измерении переменного тока и связанных с ним физических величин с использованием устройства по п.1, включающий выполнение аналоговой дискретизации на входном сигнале переменного напряжения и и/или пере- 11 027848 менного тока ί при временном интервале выборки Δ, чтобы получить дискретизированное значение напряжения и_к и/или дискретизированное значение тока 1_к;

выполнение фильтрации нижних частот на дискретизированном значении напряжения и_к и/или дискретизированном значении тока 1_к, чтобы удалить высокочастотные составляющие;

выполнение повторной выборки с интервалом Μ_ν, указанным получающей стороной (с частотой повторной выборки Щ, чтобы получить дискретизированное значение напряжения и, и/или дискретизированное значение тока причем частота отсечки Гс фильтрации нижних частот удовлетворяет условию Гс<0.5/Г,у;

сохранение дискретизированного значения напряжения и и/или дискретизированного значения тока ( и вывод повторно дискретизированных значений в соответствии с сигналом управления.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что эффективные значения дискретизированных значений вычисляются между аналоговой дискретизацией и фильтрацией нижних частот.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что разложение основной/гармонической волн выполняется между аналоговой дискретизацией и цифровой фильтрацией нижних частот параллельно с вычислением эффективного значения, чтобы получить амплитуды основной/гармонической волн, действительные части основной/гармонической волн и мнимые части основной/гармонической волн.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что этап вывода повторно дискретизированного значения по сигналу управления включает установку регистра дискретизированных значений для хранения дискретизированного значения, установку регистра данных выбора для хранения данных выбора, установленных получающей стороной по шине; и повторную выборку, причем в отношении битов выбора, которыми управляет регистр данных выбора, когда битом выбора является 1, данные выбирают и дискретизированное значение вводят в регистр дискретизированных значений для сохранения, в ином случае повторно дискретизированное значение не сохраняют.

14. Способ по п.12, отличающийся тем, что порядок т гармонической волны, установленный получающей стороной, сохраняется для управления разложением основной/гармонической волн, чтобы получить на выходе векторы основной и т-й гармонической волн.

15. Способ дистанционного измерения физических сигналов переменного тока по п.12, отличающийся тем, что разложение последовательности выполняется на трех векторах однофазных основной/гармонической волн, для того чтобы получить векторы положительной, отрицательной и нулевой последовательностей, выполнить вычисление амплитуд, вычисление действительных частей и вычисление мнимых частей одновременно, чтобы получить на выходе эффективные значения положительной, отрицательной и нулевой последовательностей, действительных частей и мнимых частей основной/гармонической волн, и выполнить фильтрацию нижних частот, чтобы удалить высокочастотные составляющие.

16. Способ дискретизации данных при измерении переменного тока и связанных с ним физических величин с использованием устройства по п.8, включающий выполнение аналоговой дискретизации на входных сигналах переменного тока ί и переменного напряжения и, чтобы получить на выходе дискретизированное значение тока 1_к и дискретизированное значение напряжения и_к;

выполнение умножения с накоплением дискретизированного значения тока 1_к и дискретизированноого значения напряжения и_к, чтобы получить на выходе активную электроэнергию ^_к;

выполнение разложения основной/гармонической волн на дискретизированных значениях, чтобы получить векторы основной и т-й гармонической волн;

определение для отправки флага Р для средних значений в соответствии с амплитудой напряжения основной волны, амплитудой тока основной волны или мощностью основной волны в стабильном состоянии или в переходном состоянии, причем, когда флаг Р изменяется с 1 на 0, средние значения сбрасываются на нуль, и когда Р=1, средние значения являются значениями, которые не могут быть достигнуты и которые удаляются как неправильные данные на получающей стороне; и накапливание значений реактивной мощности основной волны, чтобы получить на выходе значение реактивной электроэнергии;

повторную выборку средних значений, активной электроэнергии и реактивной электроэнергии,

- 12 027848 чтобы получить на выходе их повторно дискретизированные значения; сохранение повторно дискретизированных значений;

вывод сохраненных повторно дискретизированных значений для получающей стороны по шине.

17. Способ по п.16, отличающийся тем, что разложение последовательности выполняется на трех значениях основных однофазных волн напряжения и тока из разложения основной/гармонической волн, чтобы получить на выходе векторы положительной, отрицательной и нулевой последовательностей основной/гармонической волн и векторы положительной, отрицательной и нулевой последовательностей тока для вычисления их амплитуд.