Реле частоты и скорости ее изменения

 

РЕЛЕ ЧАСТОТЫ И СКОРОСТИ ЕЕ ИЗМЕНЕНИЯ, содержащее последовательно включенные генератор импульсов. счетчик,первый и второй эсшоминающие элементы, блок вычитания, блок автоматического выбора уставок, компаратор и выходной блок,-преобразователь входного напряжения., блок управления, причем вход блока управления соединен с выходом преобразователя входного напряжения, выходы блока управления подключены к у.становочному входу счетчика и управЛЯК1ДИМ входс1м первого и второго запоминающихэлементов, а вторые входы блока вычитания и компаратора.подсоединены к выходу первого запоминающего элемента, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повыиения точности срабатывания, в него .введены последовательно соединенные пороговый орган и усилитель, причем вход порогового органа подключен к выходу блока вычитания, а выход к запрещающему входу выходного блока.

(19) (11)СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) Н 01 Н 47 20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

4 %

- 41;, "(ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ," -..,;;, ц

К ABT0PCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21). 3410511/24- 07 (22) 23.03.82 (46) 15.10.83. Бюл. 9 38 (72) Н.С.Гуров, R.ß.Ïðèåäèòå и В.Н.Чувычин .(71) Рижский ордена Трудового Крас" ного Знамени политехнический институт (53) 621. 318.563.2 (088.8). (56) 1.Авторское свидетельство СССР

Р 498682> кл. Н 02 Н 3/ 10, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

М 506095, кл. Н 02 Н 3/00, 1974.

3 В,С,Widrevitg, R.Е.Armington

А.Digital rate-of-change under-fre»

quency. Belay for Power Systems IEEE

Transact on Pow. (1р ра r. and Syst.

Vd l PAS-96, )) 5, 1977, р.р. 1707

1714.. (54)(57)РЕЛЕ ЧАСТОН) И СКОРОСТИ ЕЕ

ИЗМЕНЕНИЯ, содержащее последовательно включенные генератор импульсов,.

t счетчик, первый и второй запоминающие элементы, блок вычитания, блок автоматического выбора уставок, компаратор и выходной блок,-преобра-. зователь входного напряжения., блок управления, причем вход блока управления соединен с выходом преобразователя входного напряжения, выходы блока управленкя подключены к установочному входу счетчика и управляющим входам первого и второго запоминающих элементов, а вторые входы блока вычитания и компаратора.подсоединены к выходу первого запоминающего элемента, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повьааения точности срабатывания, в него .вве- Е дены последовательно соединенные пороговый орган и усилитель, причем вход порогового органа подключен к выходу блока вычитания, а выходк запрещакщему входу выходного блока.

С2

1048529

Изобретение относится к противоаварийной автоматике энергосистем.

С развитием и укрупнением энергосистем возрастают требования к устройствам автоматической частотной разгрузки. При создании последних актуальными являются вопросы увеличения быстродействия и точности из-. мерения частоты и скорости ее изменения. В последнее время широкое развитие получила микроэлектронная >0 техника цифровой обработки данных и появилось много разработок с использованием этой техники.

Однако у этих .разработок недостаточное быстродействие измерения. 15

Причем уменьшение времени действия приводит к увеличению погрешности при переходных процессах в цепях напряжениях контролируемой частоты.

Известны реле частоты и датчик скорости изменения частоты, в которых измерение производят в течение

4, или 8, или 16 периодов 11 и(2).

Такие неоправданно большие задержки вызваны необходимостью уменьшения погрешности измерения при искажении длительности одного или нескольких периодов контролируемого напряжения, Так, при коммутациях ДЭП, возникновении или ликвидации короткого замыкания имеет место скачок фазы напряжения. В последнем случае деформация одного периода напряжения будет достигать i /4. В результате, даже при замере 1б периодов (время замера составляет более 0,3 с), погрешность по частоте составляет 0,8 Гц..При этом скорость изменения результатов двух последующих замеров не превышает 2,5 Гц/с, что соизмеримо с возможной аварийной скоростью изменения 40 частоты и поэтому не может быть распознано. Таким образом, увеличением числа контролируемых периодов проблему уменьшения погрешности измерения решить нельзя. При этом только сильно увеличивается время действия реле.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является реле частоты и скорости ее изменения, содержащее генератор импульсов, счет-50 чик, два запоминающих элемента, блок автоматического выбора уставок, компаратор, выходной блок, преобразователь входного напряжения и блок управления. В этом реле скорость изменения частоты определяется по замеру двух последующих периодов, а о частоте судят по последнему пеуиоду. Быстродействие реле хорошее 13/., Однако возникают весьма большие погрешности при искажении одного из 60 замеренных периодов.

Цель изобретения — повышение точности срабатывания.

Поставленная цель достигается тем, что в реле частоты и скорости б5 ее изменения, содержащее последова.— тельно включенные генератор импуль- ° сов, счетчик, первый и второй запоминающие элементы, блок вычитания блок автоматического выбора уставок, компаратор и выходной блок, преобразователь входного напряжения, блок управления, причем вход блока управления соединен с выходом преобразователя входного напряжения, выходы блока управления подключены к установочному входу счетчика и управляющим входам первого и второго запоминающих элементов, а вторые входы блока вычитания и компаратора подсоединены к выходу первого запоминающе- го элемента, введены последовательно соединенные пороговый орган и усилитель, причем вход порогового органа подключен к выходу блока вычитания, а выход усилителя — к запрещающему входу выходного блока.

На чертеже представлена структурная схема реле частоты и скорости ее изменения.

Реле содержит генератор 1 импульсов, счетчик 2, запоминающие элементы 3 и 4, блок 5 вычитания, блок б автоматического выбора уставок, компаратор 7, выходной блок 8, преобразователь 9 входного напряжения, блок 10 управления, пороговый орган

11 и усилитель 12.

Реле частоты и скорости ее изменения работает следующим образом.

Преобразователь 9 из входного напряжения измеряемой частоты формирует напряжение прямоугольной формы.

При этом частота и переходы через нуль у этих напряжений совпадают.

В начале каждого периода блок 10 управления формирует три коротких и сдвинутых по времени импульса.

Первый из них переписывает информацию из запоминающего элемента 3 в элемент 4, второй — информацию счетчика 2 в элемент 3, а третий устанавливает счетчик в нуль и разрешает счет импульсов, поступающих от генератора на тактовый вход счетчика. В начале следующего периода эти действия повторяются. Таким образом, в запоминающем элементе

3 содержится информация о длительности последнего периода, а в элементе 4 - о длительности предшествующего периода. На выходе блока 5 вычитания имеется в цифровом коде выраженная разность двух последних замеренных периодов или информация о скорости изменения частоты. В зависимостй от величины этой скорости

1 блок б автоматического выбора уставок изменяет уставку компаратора 7, который, в свою очередь, сравнивает ее с текущим значением частоты (с выхода .элемента 3) . При наличии условия срабатывания на выходе компаратора 7

1048529

Составитель A.Êàðåòíèêîâ

Редактор И.Касарда ТехредМ.Костик Корректор A. Тяско

Заказ 7941/57 Тираж 703 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 появляется сигнал, запускающий выходной блок 8.

Блок 6 автоматического выбора уставок является ключем, выполняющим операцию демультиплексирования, т.е. к его выходу в эависимоети от кода 5 управляющего сигнала подключается тот или другой вход. В данном случае входами являются элементы набора кодов уставок, а управляет выбором нужного элемента выходной сигнал 10 блока вычитания. Таким образом в зависимости от скорости изменения частоты на один иэ входов компарато-, ра подключается тот или иной код уставки, а компаратор его сравнивает с кодом текущего значения частоты, поданным на другой вход компаратора.

В качестве последнего используется элемент сравнения двоичных сигналов.

Что касается соотношения частоты и скорости ее изменения, при котором производится отключение, то это отношение выбирается в результате сис» темного анализа и может быть различным для разных энергообъединений или районов энергосистем.

Если один из эамеренных периодов сильно деформирован, то разностный сигнал на выходе вычитателя 5 превышает уставку порогового органа 11, который, срабатывая через усилитель

12, посылает запрещающий сигнал на выходной блок.

Таким образом, предлагаемая схема блокировки позволяет построить реле с замером частоты за один период, сохранив при этом хорошую отстройку от случайных деформаций измеряемого периода. Например, скачок фазы измеряемого напряжения на

2 град. воспринимается устройством как изменение частоты со скоростью

14 Гц/с, что больше возможных аварийных скоростей и может быть распознано пороговым органом 11.

Повышение точности реле частоты и скорости ее изменения позволяет оперативнее реагировать на аварийное снижение частоты и уменьшить при этом объем излишних отключений потребителей. Учитывая более точную работу реле в переходных процессах можно ожидать существенное снижение экономического ущерба, причиненного частотными и другими авариями в энергосистемах.