SU1206725A1 - Method of determining phase shift angle of two sinusoidal signals - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области электроизмерительной техники и может быть использовано в устройствах электронной защиты и противоава. рийной автоматики электроэнергетических систем. Цель - повышение быст родействи  и точности определени  разности фаз двзос синусоидальных сигналов во врем  переходного процесса , после коммутации в электрической цепи, путем устранени  методической погрешности измерени  и повы1C о Од ND СЛThe invention relates to the field of electrical measuring equipment and can be used in electronic protection and counter devices. automatic automation of power systems. The goal is to increase the speed and accuracy of determining the phase difference between the dvzos of sinusoidal signals during the transient process, after switching in the electrical circuit, by eliminating the methodological measurement error and increasing the Nd SL

Description

шени  скорости обработки информации за врем  не более одного периода сиг- нала. Устройство, реализующее способ, содержит трансформаторы тока 1 и 2, сигнализатор 3, нуль-органы 4 и 5, , коммутатор 6, АЦП 7, вьмислительный блок 8. Устройством измер етс  интервал времени между моментом коммутации и моментом первого после негоinformation processing speed for the time of no more than one signal period. A device that implements the method contains current transformers 1 and 2, a signaling device 3, zero-organs 4 and 5, switch 6, ADC 7, a six-way unit 8. The device measures the time interval between the moment of switching and the moment of the first after

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано в устройствах электронных защит и противоаварийной автоматики электроэнер1гетических систем, ., Цель изобретени  - повышение быст родействи  и точности определени  разности фаз двух синусоидальных сигналов во врем  переходного процесса, имеющего место после коммутации в электрической цепи путем устранени The invention relates to electrical measuring technology and can be used in electronic protection devices and emergency control automation systems,. The purpose of the invention is to improve the speed and accuracy of determining the phase difference of two sinusoidal signals during a transient process that occurs after switching in an electrical circuit by eliminating

методической погрешности измерени  и повьшени  скорости обработки информации за врем  не более одного периода сигнала.methodological measurement error and an increase in the speed of information processing during no more than one signal period.

На чертеже представлена структурна  схема устройства дл  осуществлеНИН способа.The drawing shows a block diagram of a device for implementing the method.

Устройство содержит трансформаторы тока 1 и 2, сигнализатор 3, нуль-органы 4 и 5, коммутатор 6, аналогово-цифровой преобразователь 7 (АЦП), вычислительньй блок 8, при этом вход сигнализатора 3 соединен с коммутируемыми лини ми ока, а выход - с первым входом вычисли- тельнсхго блока 8, трансформатор тока 1 подключен к первой коммутируемой линии тока, а его выходы соеди нены с входами нуль-органа 4 и первыми входами коммутатора 6, Второй трансформатор тока аналогично под- клюючен к второй линии тока, нуль- органу 4 и вторым входам коммутатора 6,The device contains current transformers 1 and 2, a signaling device 3, null-bodies 4 and 5, switch 6, an analog-to-digital converter 7 (ADC), a computing unit 8, and the input of the signaling device 3 is connected to the switched eye lines, and the output is the first input of the computing unit 8, the current transformer 1 is connected to the first switched current line, and its outputs are connected to the inputs of the zero-organ 4 and the first inputs of the switch 6, the second current transformer is similarly connected to the second current line, zero-organ 4 and the second inputs of the switch 6,

ОABOUT

Выход первого нуль-органа 4 соединен с вторым входом вычислительного блока 8 выход второго нуль- органа 5 аналогично соединен с треть им входом вычислительного блока. Выпрохождени  тока через нулевое значение , а также измер етс  мгновенное значение тока в моменты времени, отсто щие от момента коммутации и момента первогопосле негопрохождени  тока через нулевое значение на интервал BjJeMeHH,равный полпериодутока. Б описании приводите формула,по которойопредел етс  искомыйсдвиг фаз.1 ил.The output of the first null-organ 4 is connected to the second input of the computing unit 8, the output of the second null-organ 5 is similarly connected to the third input of the computing unit. The current passes through the zero value, and the instantaneous value of the current is measured at times, which are separated from the moment of switching and the moment of the first non-passage of current through the zero value by the interval BjJeMeHH equal to half of the current circuit. In the description, give the formula by which the desired phase shift is determined. 1 Il.

5five

00

5five

00

ход коммутатора 6 соединен с входом АЦП 7, выход которого соединен с четвертым входом вычислительного блока 8, а выход этого блока соединен с вторыми входами коммутатора 6 и АЦП 7,the switch 6 is connected to the input of the ADC 7, the output of which is connected to the fourth input of the computing unit 8, and the output of this block is connected to the second inputs of the switch 6 and the ADC 7,

Устройство, реализующее способ, работает следующим образом,The device that implements the method works as follows

В момент коммутации t срабатьша . ет сигнализатор 3 и посьшает в блок В сигнал прерьшани  текущей програм мы. По сигналу прерьшани  запускают программный счетчик интервалов вре- At the time of switching t srabatasha. emulator 3 and in block B, the signal to stop the current program. On a signal, the programmer starts a program counter of time intervals.

гпgp

мени и временную задержку ( -o-)tQ-При переходе одного из измер емых . сигналов через нулевое значение в момент времени t, срабатывает соответствующий нуль-орган (например 4j, по выходному сигналу которого в пам ти блока 8 фиксируют интервал времени . , t, - t о При переходе второго измер емого сигнала через нулевое значение в момент времени t срабатывает нуль-орган 5, по выходному сигналу которого в пам ти блока 8 фиксируют интервал времени , t - bjj, В те же моменты времени t j и t запускают временные задерж Change and time delay (-o-) tQ-When one of the measured transitions. signals through a zero value at time t, the corresponding zero-body is triggered (for example, 4j, the output signal of which in the memory of block 8 records a time interval., t, - t о When a second measured signal passes through a zero value at time t the null-organ 5 is triggered, according to the output signal of which in the memory of block 8 a time interval is fixed, t - bjj, At the same moments of time tj and t start time delays

киki

( j / т II(j / t II

ri l ti ° истечеt блокri l ti ° expire block

3535

ii

НИИ временной задержки (-у)Research Institute of Time Delay (s)

в вьздает сигналы управлени  на коммутатор 6 и АЦП 7, По этим сигйалам . осуществл ют последовательное измерение мгновенных значений первого иdrives control signals to switch 6 and ADC 7, for these signals. The instantaneous values of the first and

. -1. -one

второго сигналов о. и зультаты измерений занос т вой форме в пам ть (или регистр блока 8. По истечении времени задержекsecond signals about. and the measurement results of the entry form in the memory (or the register of block 8. After the time delays

иand

1-)one-)

в любой последоввательности во времени посредством коммутатора и АЦП осуществл ют последовательное измерение мгновенных значений сигналов i tin any sequence in time by means of a switch and an A / D converter, the instantaneous values of the signals i t are measured

ЧиChi

i ti t

Т + о Результаты измерений такжеT + o Measurement results also

занос т в пам ть блока 8. Поскольку определ емый сдвиг фаз в соответствии с формулой  вл етс  функцией .измерен f(:are stored in the memory of block 8. Since the defined phase shift in accordance with the formula is a function of. measured f (:

ных величинvalues

u(j)u (j)

f  f

j т t.45j t t.45

„ т I то блок 8 перевод т„T I then block 8 translate

,,

режим вычислени  указанной функции заранее составленной и хран щейс  пам ти блока 8 подпрограмме.the mode of calculating the specified function of the pre-compiled and stored memory of block 8 subroutine.

Угол сдвига фаз двух сигналов опт дал етс  как разность углов (f,The phase shift angle of the two signals, opt is given as the angle difference (f,

иand

обоих сигналов. Принима  во внимание, чтоboth signals. Whereas

t - - t - -

t . -1,t. -one,

иand

;;

t, - to, получим utjj arci t, - to, get utjj arci

sin coCjsin coCj

CQSCi) Ч ДCQSCi) C D

T,2T, 2

I T 2I T 2

- arcif.- arcif.

Sin CO С ;Sin CO C;

COSQtCosqt

и 1and 1

T/ZT / z

- мгновенные значегде- instant means

ни  токов первого и второго сигналов соответственно, измеренные в моментыneither the currents of the first and second signals, respectively, measured at times

времени, отсто щие на полпериодаhalf a year

от момента коммутации;from the moment of switching;

i+ т и Ад т - мгновенные Z 1 i + t and hell t - instant z 1

чени  токов первого и второго сигна-- лов соответственно, измеренные в моменты времени, отсто щие на полпе- риода от моментов первого после момента коммутации перехода тока через нуль.The currents of the first and second signals, respectively, measured at time points that are half a time from the moments of the first zero current after the moment of switching.

Предлагаемый способ определени  сдвига фаз двух сигналов синусоидальной формы, основанный на измерении мгновенных значений в начальный период переходног№ процесса в сравнении с известным устран ет методичес- кую погрешность, повышает быстродёй ствие и точность определени  сдвига фаз. Это,в свою очередь, расшир ет сферу применени  и позвол ет использовать предлагаемый способ не тольThe proposed method for determining the phase shift of two sinusoidal signals, based on the measurement of instantaneous values in the initial period of the transient process No. in comparison with the known, eliminates the methodological error, improves the speed and accuracy of determining the phase shift. This, in turn, expands the scope of application and allows the proposed method to be used not only

в 10at 10

f5f5

2020

2525

ко в приборах допускового контрол , мостах .переменного тока, но и в комп лексных системах электронных и противоаварийной автоматики в про- мьшшенных отрасл х народного хоз йства, например, в электроэнергетике ,.in devices of admission control, bridges of alternating current, but also in complex systems of electronic and emergency control systems in industrial facilities of national economy, for example, in electric power industry,.

Формула H3o6peTeHH}iFormula H3o6peTeHH} i

Способ определени  угла сдвига фаз двух синусоидальных сигналов;The method for determining the phase angle of two sinusoidal signals;

путем измерени  мгновенных значений тока в фиксированные моменты времени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи  и точности определени ,у каждй- го сигнала измер ют интервал време- ни между моментом коммутации и моментом первого после него прохождени  тока через нулевое значение, а также измер ют мгновенные значени  тока в моменты времени, отсто щие от момента коммутации и момента первого после него прохождени  тока через нулевое значение на интервал времени, равный полпериоду тока а искомый сдвиг фаз определ ют по формулеby measuring the instantaneous values of the current at fixed points in time, characterized in that, in order to improve speed and accuracy of determination, the time interval between the switching moment and the moment of the first current passing through the zero value, as well as The instantaneous values of the current are measured at time points distant from the moment of switching and the moment of the first current after it passes through a zero value for a time interval equal to the half-period of the current, and the desired phase shift is determined from Formula

30thirty

бу.огсУ ЧЧ1bu.ogsu HH1

COSQc -COSQc -

гg

-arcЧSinUt-arcЧSinUt

4 4i т4 4i t

aa

IIII

где t. и t, - моменты первогоwhere t. and t, - moments of the first

после момента коммутации перехода тока через нуль первого и второго сигналов соответственно;after the moment of switching the current through zero of the first and second signals, respectively;

с и 2 - интервалы времени между моментом коммутации и моментой первого после него прохождени  тока через нулевое значение дл  первого и второго сигналов соответственно;с and 2 - time intervals between the moment of switching and the moment of the first current passing through it through zero value for the first and second signals, respectively;

i -2 и i - мгновенные значени  токов первого и второго сигналов соответственно, измеренные в момент времени,.отсто щий на полпериода от момента коммутации;i -2 and i are the instantaneous currents of the first and second signals, respectively, measured at the point in time, which is half a period from the moment of commutation;

Ч 1 мгновенные значе- ; ни  токов первого и второго сигналов соответственно, измеренные в моменты времени, отсто щие на полпериода от момента первых после момента ком мутации переходов токов через нуль.H 1 instantaneous values; nor the currents of the first and second signals, respectively, measured at time points that are half a period from the moment of the first zero-crossing current after the moment of switching.

Claims (1)

Способ определения угла сдвига фаз двух синусоидальных сигналов путем измерения мгновенных значений тока в фиксированные моменты времени, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности определения.^ каждого сигнала измеряют интервал време-^: ни между моментом коммутации и моментом первого ния' тока через также измеряют . тока в моменты от момента коммутации и момента 25 первого после него прохождения тока через нулевое значение на интервал времени, равный полпериоду тока, а искомый сдвиг фаз определяют по формулеA method for determining the phase angle of two sinusoidal signals by measuring the instantaneous current values at fixed times, characterized in that, in order to improve the speed and accuracy of determination. ^ Each signal measures the time interval ^: between the moment of switching and the moment of the first current also measure. current at moments from the moment of switching and moment 25 of the first passage of current after it through a zero value for a time interval equal to half a period of current, and the desired phase shift is determined by the formula 30' после него прохожденулевое значение, а мгновенные значения времени, отстоящие by = ar cig— ' ^т , t, + т COSGjt , sin ωΐ 4 :--------------} ψ' + Ι COSCO?','-—-—— a30 'after it passes the zero value, and the instantaneous values of time separated by = ar cig—' ^t , t, + t COSGjt, sin ωΐ 4: --------------} ψ '+ Ι COSCO? ',' -—-—— a моменты первого второго времени и моментом где t] после момента коммутации перехода тока через нуль первого и сигналов соответственно;moments of the first second time and the moment where t] after the moment of switching the current transition through zero of the first and signals, respectively; и о - интервалы между моментом коммутации первого после него прохождения тока_: через нулевое значение для первого и второго сигналов соответственно;and o are the intervals between the moment of switching the first current passing after it _: through the zero value for the first and second signals, respectively; 1 '_Т)г и ί ’ - мгновенные значения токов первого и второго сигналов соответственно, измеренные в момент времени,.отстоящий на полпериода от момента коммутации;1 ' _{T) r} and ί' are the instantaneous values of the currents of the first and second signals, respectively, measured at a time instant that is half a period from the moment of switching; • ? . · <. т и».»._г - мгновенные значе*4*2 < 2 ........•? . · <. t and "." ._ g - instantaneous values * 4 * 2 <2 ........ ния токов первого и второго сигналов соответственно, измеренные в моменты времени, отстоящие на полпериода от момента первых после момента ком* мутации переходов токов через нуль.the currents of the first and second signals, respectively, measured at time instants that are half a period from the moment of the first after the moment of switching current transitions through zero.