Цифровое реле частоты

 

ЦИФРОВОЕ РЕЛЕ ЧАСТОТЫ, содержащее согласующий трансформатор, фильтр низких частот, формирователь прямоугольных импульсов измеряемой частоты, распределитель импульсов, задающий генератор, счетчик импульсов задающего генератора, первый конъюнктор уставки I срабатывания, первый конъюнктор уставки возврата, триггер уставки срабатывания, триггер уставки -возврата и исполнительный орган, причем задающий генератор соединен с входом счетчика импульсов задающего генератора,согласующий трансформатор через послёдовательио соединенные фильтр низких частот, формирователь прямоугольных импульсов измеряемой частоты и распределитель импульсов соединен с входами Установка О всех декад счетчика импульсов задающего генератора и триггеров уставок срабатывания и возврата, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения рабочего диапазона и повышения помехоустойчивости, в него дополнительно введены второй конъюнктор уставки срабатьшания, второй конъюнктор уставки возврата,счетчик импульсов срабатывания, счетчик импульсов возврата, выходной триггер ступени, конъюнктор и тригной контролируемой частоты, дизъюнктор Установка О счетчика импульсов срабатьшания, дизъюнктор Установка О счетчика импульсов возврата, . дизъюнктор Установка О выходного триггера ступени, входной дизъюнктор счетчика импульсов задающего генератора и блок питания, а счетчик импульсов задающего генератора содержит преобразователь двоично-десятичного кода в десятичный с п декадами, входы первого конъюнктора уставки : срабатывания соединены с выходами декад счетчика импульсов задающего генератора, входы первого конъюнктора уставки возврата соединены с выходами декад счетчика импульсов задающего генератора , выход первого конъюнктора уставкисрабатывания подключен, к входу Установка 1 триггера уставки срабатывания, выход первого конъюнктора уставки возврата соединен с входом Установки 1 триггера уставю ки возврата, прямой выход триггера уставки срабатывания Ясоединен с первым входом второго конъюнктора уставки возврата, второй вход которого соединен с прямым выходом триггера уставки возврата, инверсные выходы триггера уставок срабатывания и возврата соединены с первым и I вторым . входами второго конъюнктора уставки срабатывания, инверсный выход триггера уставки возврата соединен с вторым входом второго конъюнктора уставкн возврата, третьи входы вто

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (И) 4 (51) H 01 H 47/28

OllHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ "

F, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOlVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3587018/24-07

{22) 24.03.83 (46) 23.01-.85. Бюл. У 3 (72) И.Н. Южаков (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Стрюцков В.К., Рабинович Р.С .

Технические средства частотной автоматики энергосистем. Обзорная инФормация М., "Информэнерго", 1982.

2. Розенблюм Ф.М., Белов В.П.

Цифровое реле частоты. — "Электрические станции", 1977, 99, с.69-73. (54)(57) ЦИФРОВОЕ РЕЛЕ ЧАСТОТЫ, содержащее согласующий трансформатор, фильтр низких частот, формирователь прямоугольных импульсов измеряемой частоты, распределитель импульсов, задающий генератор, счетчик импульсов задающего генератора, первый конъюнктор уставки ) срабатывания, первый конъюнктор уставки возврата, триггер уставки срабатывания, триггер уставки возврата и исполнительный орган, причем задающий генератор соединен с входом счетчика импульсов задающего генератора,согласующий трансформатор через последовательно соединенные фильтр низ ких частот, формирователь прямоугольных импульсов измеряемой частоты и распределитель импульсов соединен с входами "Установка 0" всех декад счетчика импульсов задающего генератора и триггеров уставок срабатывания и возврата, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения рабочего диапазона и повышения помехоустойчивости, в него дополнительно введены второй конъюнктор уставки срабатывания, второй коньюнктор уставки возврата, счетчик импульсов срабатывания, счетчик импульсов возврата, выходной триггер ступени, конъюнктор и тригной контролируемой частоты, дизъюнктор "Установка 0" счетчика импульсов срабатывания,. дизъюнктор "Установка 0" счетчика импульсов возврата,, дизъюнктор "Установка 0" выходного триггера ступени, входнои дизъюнктор счетчика импульсов задающего генератора и блок контроля питания, а счетчик импульсов задающего генератора содержит преобразователь двоично-десятичного кода в десятичный с 1) декадами, входы первого конъюнктора уставки : срабатывания соединены с выходами декад счетчика импульсов задающего генератора, входы первого конъюнктора уставки возврата соединены с выходами декад счетчика импульсов задающего генератора, выход первого конъюнктора уставки срабатывания подключен, к входу "Установка 1" триггера уставки срабатывания, выход первого конъюнктора уставки возврата соединен с входом "Установка 1 триггера уставки возврата, прямой выход триггера уставки срабатывания соединен с перо вым входом второго конъюнктора уставки возврата, второй вход которого соединен с прямым выкодом триггера уставки возврата, инверсные выходы триггера уставок срабатывания и возврата соединены с первым и вторым:, входами второго конъюнктора уставки срабатывания, инверсный выход триггера уставки возврата соединен с вторым входом второго конъюнктора уставки возврата, третьи входы вто1136227 рых конъюнкторов уставок срабатывания и возврата соединены с первым выходом распределителя импульсов, а их четверты входы соединены с прямым выходом триггера максимальной контролируемой частоты, выход второго конъюнктора уставки срабатывания соединен со счетным входом счетчика импульсов срабатывания, выход второго конъюнктора уставки возврата соединен, со счетным входом счетчика импульсов,. возврата, входы дизъюнктора "Установка 0" счетчика импульсов срабатывания соединены с выходом второго конъюнктора уставки возврата и с выходом блока контроля питания, а его выход соединен с входом "Установка 0" счетчика импульсов срабатывания, входы дизъюнктора "Установка 0" счетчика импульсов возврата соединены с выходом второго конъюнктора уставки срабатывания и с выходом блока контроля питания, а его выход соединен с входом Установка 0 счетчика импульсов возврата, вход

"Установка 1" выходного триггера ступени соединен с выходом счетчика импульсов срабатывания, вход "Установка 0" выходного триггера ступе— ни соединен с выходом диэъюнктора

"Установка 0 выходного триггера ступени, один вход которого соединен с

Изобретение относится к автоматике: и предназначено для использования в системах защиты и технологической автоматики гидрогенераторов и может быть использовано в устройствах про- 5 тивоаварийной автоматики энергосистем.

Известны цифровые реле частоты, обладающие высокой точностью и стабильностью, уставок (1) . Однако они имеют узкий диапазон контролируемой частоты 45 — 55 Гц, так как разработаны для целей противоаварийной автоматики и не могут быть использованы в системах защиты и технологи-1 ческой автоматики гидрогенераторов.

Кроме того, они обладают недоста-. точной помехоустойчивостью. выходом счетчика импульсов возврата, а другой вход соединен с выходом блока контроля питания, выход выход— ного триггера ступени соединен с входом исполнительного органа, выход входного диэъюнктора счетчика импульсов задающего генератора соединен со счетным входом младшего разряда счетчика импульсов задающего генератора, а его входы соединены с выходом задающего генератора, с выходом блока контроля питания и с прямым выходом триггера минимальной контролируемой частоты, вход "Установка 1" триггера минимальной контролируемой частоты соединен через конъюнктор минимальной контролируемой частоты с выходом декад старших разрядов счетчика импульсов задающего генератора, а вход Установка 0" с вторым выходом распределителя импульсов, вход "Установка 1" триггера уставки максимальной контролируемой частоты через конъюнктор максимальной контролируемой частоты соединен с выходом декад младших раэРядов счетчика иппульсов задающего генератора, а вход "Установка 0" — с вторым выходом распределителя импульсов, второй вход которого соединен с вторым выходом задающего генератоPB °

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является реле

:частоты,. содержащее согласующий трансформатор, фильтр низких частот, формирователь прямоугольных импульсов измеряемой частоты, распреде-, литель импульсов, задающий генератор, счетчик импульсов задающего генератора, конъюнктор уставки срабатывания, конъюнктор уставки возврата и исполнительный орган f2/ .

Однако известное реле частоты имеет узкий диапазон контролируемой частоты, так как измеряет только часть периода, не имеет установки исходного состояния триггеров при подаче напряжения питания, исполнительный орган может срабатывать от

11362

3 одного импульса. Указанные недостатки не позволяют использовать это реле частоты в системах защиты и технологической автоматики гидрогенератора.

Цель изобретения — расширение рабочего диапазона частот и повышение помехоустойчивости.

Указанная цель достигается тем, что в цифровое реле частоты, содержащее согласующий трансформатор, фильтр низких частот, формирователь прямоугольных импульсов измеряемой . частоты, распределитель импульсов, задающий генератор, счетчик импульсов задающего генератора, первый конъюнктор уставки срабатывания, первый конъюнктор уставки возврата, триггер уставки срабатывания, триггер уставки возврата и исполнительный.орган, причем задающий генератор соединен с входом счетчика импульсов задающего генератора, согласующий трансформатор через последо- вательно соединенные фильтр низких частот, формирователь прямоугольных импульсов измеряемой частоты и распределитель импульсов соединен с входами "Установка 0" всех декад - О счетчика импульсов, задающего генератора и триггера уставок сраба- . тывания и возврата, введены второй конъюнктор уставки срабатывания, второй конъюнктор уставки возврата, З5 счетчик импульсов срабатьвания, счетчик импульсов возврата, выходной триггер ступени, конъюнктор и триггер максимальной контролируемой частоты, конъюнктор и триггер минималь- 40 ной контролируемой частоты, диэъюнктор "Установка 0" счетчика импульсов срабатывания, дизъюнктор "Установка 0" счетчика импульсов возврата, дизъюнктор "Установка 0" выход- 45 ного триггера ступени, входной дизъюнктор счетчика импульсов задающего генератора и блок контроля питания, а счетчик импульсов задающего генератора содержит преобразо- 50 ватель двоично-десятичного кода в десятичный с и декадами, входы первого конъюнктора установки срабатывания соединены с выходами декад счетчика импульсов задающего генера- 55 тора, входы первого конъюнктора уставки возврата соединены с выходами декад счетчика импульсов эадающего27 4 генератора, выход первого конъюиктора уставки срабатывания подкЛючен к входу "Установка 1" триггера уставки срабатывания, выход первого конъюнктора уставки возврата соединен с входом "Установка 1" триггера уставки возврата, прямой выход триггера уставки срабатывания соединен с первым входом второго конъюнктора устХвки возврата, второй вход которого соединен с прямым выходом триггера уставки возврата, инверсные выходы триггера уставок срабатывания и возврата соединены с первьвк и вторым входами второго конъюнктора уставки срабатывания, инверсный выход триггера уставки возврата соединен с вторым входом второго кочъюнктора уставки возврата, третьи входы вторых конъюнкторов уставок срабатывания и возврата соединены с первым выходом распределителя импульсов, четвертые входы вторых конъюнкторов уставок срабатывания и возврата соединены с прямык выходом триггера максимальной контролируемой частоты, выход второго конъюнктора уставки срабатывания соединен со счетным входом счетчика импульсов срабатьгвания, выход второго конъюнктора уставки возврата соединен со счетным входом счетчика импульсов возврата, входы дизъюнктора "Установка 0" счетчика импульсов срабатывания соединены с выходом второго конъюнктора уставки возврата и с выдом блока контроля питания, а его выход соединен с входом "Установка 0" счетчика импульсов срабатывания, входы дизъюнктора "Установка 0" счетчика импульсов возврата соединены с выходом второго конъюнктора уставки срабатывания и с выходом блока контроля питания, а его выход соединен с входом "Установка 0" счетчика импульсов возврата, вход "Установка 1" выходного триггера ступени соединен с выходом счетчика импульсов срабатывания, вход "Установка 0" выходного триггера ступени соединен с выходом дизъюнктора "Установка 0" выходного триггера ступени, один вход которого соединен с выходом счетчика импульсов возврата, а другой вход соединен с выходом блока контроля питания,выход выходноготриггера ступени соединен с входом исполнительного орга1 на, выход входного диэъюнктора счет1136227

На чертеже представлена блоксхема цифрового реле частоты.

Цифровое реле частоты содержит разделительный трансформатор 1, фильтр 2 низких частот, формирователь 3 прямоугольных. импульсов измеряемой частоты, распределитель 4 импульсов, задающий генератор 5, входной диэьюнктор 6 счетчика импуль-З сов задающего генератора, декады 712 счетчика импульсов задающего генератора, первый конъюнктор 13 уставки срабатывания, первый конъюнктор 14 уставки возврата, триггер 15 40 уставки срабатывания, первый триггер 16 уставки возврата, второй конъюнктор 17 уставки срабатывания, второй коньюнктор 18 уставки срабатывания, счетчик 19 импульсов сра- 45 батывания, дизъюнктор 20 "Установка 0" счетчика импульсов срабатывания, счетчик 21 импульсов.возврата дизъюнктор 22, "Установка 0" счетчика импульсов возврата, дизь- О юнктор 23 "Установка 0" выходного триггера ступени, выходной триггер 24 ступени, исполнительный орган 25, конъюнктор 26 максимальной контролируемой частоты, триггер 27 максимальной контролируемой частоты, конъюнктор 28 минимальной контролируемой частоты, триггер 29 мини30 чика импульсов задающего генератора соединен со счетным входом младшего разряда счетчика импульсов задающего генератора, а его входы соединены с выходом задающего генератора, с 5 выходом блока контрбля питания и с прямым выходом триггера минимальной контролируемой частоты, вход "Установка 1" триггера минимальной контролируемой частоты соединен через конъюнктор минимальной контролируемой частоты с выходом декад старших разрядов счетчика импульсов задающего генератора, BJ вход Установка 0" — с вторым выходом распределителя импульсов, вход "Установка 1" триггера уставки максимальной контролируемой частоты чере3 конъюнктор максимальной частоты соединен с выходом декад младших разрядов счетчика импульсов 2О задающего генератора, а вход "Уста— новка 0" — с вторым выходом распределителя импульсов, второй вход которого соединен с вторым выходом задающего генератора. мальной контролируемой частоты, блок 30 контроля питания.

Получение нескольких ступеней в одном реле достигается добавлением элементов, обведенных на чертеже пунктиром, остальные элементы реле являются общими для всех ступеней.

Цифровое реле, частоты содержит также блок контроля очередности работы ступеней, блок контроля входного сигнала, а также устройства проверки уставок с помощью цифрового частотомера-хронометра.

Предлагаемое реле работает следующим образом.

При подаче напряжения питания начинает работать задающий генератор 5 декады 7-12 счетчика импульсов задающего генератора, триггер 15 уставки срабатывания и триггер 16 уставки возврата принимают произвольное состояние, счетчик 19 импульсов срабатывания, счетчик 21.импульсов возврата и выходной триггер 24 ступени устанавливаетсв в нулевое состояние блоком 30 контроля питания 30.

Когда напряжение питания достигнет номинального значения, блок 30 контролФ питания снимет сигнал запрета с входного дизъюнктора 6 счетчика импульсов задающего генератора, с входа дизъюнктора 20 "Уставка 0" счетчика импульсов срабатывания, входа дизъюнктора 22 "Уставка 0" счетчика импульсов возврата, с входа дизъюнктора 23 "Уставка 0" выходного триггера ступени. Счетчик импульсов задающего генератора начнет заполняться импульсами задающего генератора до срабатывания триггера уставки минимальной контролируемой частоты 29 (останов счетчика при заполнении ), который, подав единицу на вход входного дизъюнктора 6 счетчика импульсов задающего генератора, остановит этот счетчик при отсутствии входного сигнала. Состояние триггера 15 уставки срабатывания и триггера 16 уставки возврата неопределенно. Счетчик 19 импульсов срабатывания, счетчик 21 импульсов возврата и выходной триггер 24 ступени установлены в нулевое состояние. При отсутствии входного сигнала состояние элементов схемы не меняется.

При появлении первого импульса измеряемой частоты распределитель 4

1136227 импульсов первый импульс подает на вход второго конъюнктора 17 уставки срабатывания и на вход второго конъюнктора !8 уставки возврата, содержимое триггеров 15 и !6 уставок 5 переносится в счетчик 19 импульсов срабатывания и в счетчик 21 импульсов возврата, состояние выходного триггера 24 ступени и испопнительного органа 25 не меняется. Вторым импульсом распределитель 4 импульсов устанавливает в нулевое состояни декады 7-12 счетчика импульсов задающего генератора и триггеры 15, 16, 27 и 29. Триггер 29 уставки мини- !5 мальной контролируемой .частоты снимает единичный сигнал с входа входного дизъюнктора счетчика импульсов задающего генератора, при появлении кода уставки на входах конъюнктора 26 2!! максимальной контролируемой частоты сработает триггер 27 максимальной контролируемой частоты и подаст единичный сигнал на вход второго коньюнктора 17 уставки срабатывания и на вход второго конъюнктора 18 уставки Возврата, затем срабатывает триггер 15 уставки срабатывания, триггер 16 уставки возврата и последним сработает триггер 29 уставки ми- ЗО нимальной контролируемой частоты, который остановит счетчик импульсов задающего генератора. В начале следующего периода контролируемой частоты при появлении-первого короткого импульса содержимое счетчика 21 импульсов возврата увеличивается на единицу, счетчик 19 импульсов срабатывания будет установлен в нулевое состояние, выходной триггер 24 4р ступени и исполнительный орган 25 не сработают.

При повышении контролируемой частоты эа период измеряемой частоты триггер 29 установки минимальной 4> контролируемой частоты сработать не успевает, счетчик импульсов задающего генератора будет работать без остановки с установкой в нулевое состояние в начале каждого периода контролируемой частоты. Не сработает также триггер 16 уставки возврата и прекратится поступление импульсов в счетчик 21 импульсов возврата, состояние счетчика 19 импуль- >> сов срабатывания также не будет меняться, так как еще срабатывает триггер 15 уставки срабатывания. Когда за период измеряемой частоты не сработает и триггер уставки срабатьг вания в счетчик 19 импульсов срабатывания поступит первый импульс, счетчик 21 импульсов возврата будет установлен в нулевое состояние, выходной триггер 24 ступени и исполнительный орган 25 сработают лишь тогда, когда в счетчик 19 импульсов срабатывания поступит заданное число импульсов срабатывания.

При снижении контролируемой частоты первый импульс возврата, когда сработают триггер 15 уставки срабатывания и триггер 16 уставки возврата, установит счетчик импульсов срабатывания в нулевое состояние, выходной триггер ступени 24 и исполнительный орган 25 будут установлены в нулевое состояние, когда в счетчик импульсов возврата поступит заданное количество импульсов возврата.

При появлении импульса помехи по цепям питания, блок 30 контроля питания установит в нулевое состояние счетчик 19 импульсов срабатывания, счетчик 21 импульсов возврата и выходной триггер 24 ступени на время отклонения от нормы напряжения питания, на это же время будет остановлен счетчик импульсов задающего генератора.

При появлении импульсов высокой частоты по цепи входного сигнала, перенос информации с.триггеров уставок срабатывания и возврата в счет— чики импульсов срабатывания и возврата не разрешит триггер 27 максимальной контролируемой частоты.

Для получения реле или ступе%и понижения частоты необходимо и достаточно поменять местами выходы счетчиков импульсов срабатывания и возврата или поменять мбайтами выход второго диэъюнктора 17 уставки срабатывания с выходом второго дизъюнктора 18 уставкн возврата. Одно цифровое реле частоты может иметь нес-. колько ступеней повышения частоты и несколько ступеней понижения частоты. Для проверки уставок достаточно замерить длительность импульсов на инверсных выходах триггеров уставок и частоту задающего генератора с помощью цифрового частотомера.

1136227

Составитель Е. Пантелькин

Техред М. Надь Корректор И.Эрдейи

Редактор А.Шандор

Тираж 679 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 10294/40

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4