Устройство для контроля скорости изменения частоты

 

)432407

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Воциалистнческих

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 28.10.71 (21) 1709393/24-7 с присоединением заявки №вЂ” (32) Приор:итет—

Опубликовано 15.06.74. Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 27.05.75 (51) М. Кл. G 01 г 23!1О

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам нэооретений и открытий (53) УДК 621.316.925 (088.8) (72) Автор изобретен,ия С. И. Почепня (71) Заявитель Среднеазиатское отделение института «Энергосетьпроект» (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СКОРОСТИ

ИЗМЕНЕНИЯ ЧАСТОТЫ

F,— F я,, = — - (гц/сек), т

Предлагаемое устройство для контроля скорости изменения частоты может быть использовано в схемах релейной защиты и автоматики электросистем.

В известных устройствах контроль скорости изменения частоты осуществляется следующим образом.

Устройство настраивается на два значения частоты (уставки F, и F ) и заданное время т, отсчитываемое после достижения контролируемым напряжением значения уставки F .

Если в процессе изменения частоты от значения F, до значения F фактическое время t будет меньше т, следовательно, скорость снижения частоты в больше контрольной е -, определяемой соотношением и устройство действует. противном случае оно не действует.

Для контроля интервала времени т требуется точное реле времени, так как погрешность задания контрольной скорости в, завиит от погрешности заданной величины т.

Кроме того, устройство срабатывает при скорости изменения частоты е, превышающей контрольную е, но фактическая величина скорости изменения частоты е остается неизвестной.

В предложенном устройстве для повышения точности измерения скорости изменения частоты период частоты использован в качестве меры времени.

Это позволяет вместо точного реле времени использовать простейший счетчик числа периодов, а в качестве меры скорости изме10 нения частоты — количество периодов, за которое частота контролируемого напряжения изменилась от значения F, до значения Fz.

Блок-схема предложенного устройства приведена на чертеже.

Устройство содержит разделительный трансформатор 1, фильтр 2 высших гармонических, LCR-контур 8, формирователи

4 и 6 прямоугольных импульсов, дпфферен20 цирующии элемент 6, блок совпадения 7, блок 8 переключения уставки с реле 9 и его контактами 10, блок 11 однократности действия с реле 12 и его контактами 18, ключ

14 пуска счетчика, счетчик lo, цепь 16 возврата счетчика, блок запрета 17, ключ считывания 18 с транзисторами 19 и 20 (число аналогичных транзисторов равно числу ячеек счетчика 16).

Последовательный LCR-контур содержит

З0 конденсатор, основную катушку индуктивно432407 сти, с помощью которой осуществляется настройка контура нл частоту первой уставкп

Рь дополнительную катушку индуктивности, с помощью которой осуществляется настройка контура на частоту второй уставкп Fz, и активное сопротивление, с которого снимается напряжение U„, сдвинутое по фазе относительно напряжения Г на угол, зависящий от частоты контролируемого напряжения.

Напряжснп11 Г . Г1 поступают на формирователи импульсов 4 и 5, где преооразуются в прямоугольные импульсы отрицательной полярности, передние фронты которых сдвинуты соответственно сдвигу фаз U и Г„.

Затем прямоугольный импульс, |юлученный пз напряжения Ь, дифференцируется элементом 6, в результате чего получается короткий импульс, отмечающий начало ||ерподл напряжения U.

При частоте контролируемого напряжения, превышаю|пей уставку F1, напряжение Uir отстает»о фазе от напряжения U нл некоторый угол, и с соответствующим сдвигом по времени нл входы блока совпадения 7 поступают короткие импульсы с дпфференцирующего элемента 6, прямоуголы|ые импульсы длительностью в полов|шу периода с формирователя 5 и постоянный отрицательный потенциал с блока запрета 17. Из-за неодноврсменности поступления этих импульсов на выходе блока совпадения 7 импульсы отсутствуют и устройство пе запускается, При снижении частоты контролируемого напряжения до значения F1 напряжения Ь и

Urr совпадают по фазе, в связи с чем короткие импульсы с дифференцирующего элемента 6 и передние фронты прямоугольных импульсов с формирователя 5 одновременно поступают на входы блока совпадения 7, в результате чего на выходе последнего появляются короткие импульсы, запускающие устройство.

Первый же из этих импульсов запускает триггеры блока переключения уставок и блока однократностц действия. Указанные триггеры формируют на своих выходах импульсы заданной длительности т. Под действием этик импульсов срабатывает реле 9 и 12. При этом контакты 10 реле 9 переключают устлвкх устроиства с F, íà F, а контакты 13 реле 12 отключают блок 8.

При переключении уставкп устройства с

F1 íà F напряжение U<. отстает по фазе от напряжения U и импульсы íà выходе блока 7 исчезают. Импульс с выхода блока 8 переключения уставок открывает ключ пуска счетчика 14 и держит его в этом состоянии в течение некоторого времени. При этом короткие импульсы с дифференцирующего элемента 6, отмечающн начало каждого периода напряжения U, поступают через ключ 14 пл счетчик 15 и управляют работой последнего.

При этом каждый короткий импульс с дифференцирующей цепи фиксируется ячейками счетчика, триггеры которого открывают поочеТср =0,5(Т,—, . Т:.), 1

25 где T! — — — — длительность периода .-ри ча1

СТОТ0 F1.

Т: =- — — длительность !!ep",î: a ||рп ча > стоте Р,.

С учетом этого время снижения |астоты от значения F! до F, равно

30 1, 1 Р,— F

I,=и. T,ð — — п. 05 (Р Р =05 и

35, 1 1 1 2

В соответствии с выражением (1) скорость снижения частоты равна разности частот F1—

F,,,отнесенной ко времени снижения от F1 до

Следовательно

Р, — Р (Р, — Р) F1 F )

Е=

F, -F) 2 2к

iL ×

Тлк клк величины F, и F заданы заранее, то отсчитанное счетчиком 15 число периодов и характеризует скорость снижения частоты.

Если же скорость снижения частоты мала, 50 то |о истечении времени т триггеры блоков 8 и

II переключаются в исходное состояние и обесточлт реле 9 и 12 соответственно. При этом якорь реле 9 отпадает сразу и его контакты

10 персключат уставку устройства с Р, HB F1, л реле 12, замедленное на отпадение, будет в течение некоторого времени Лт удерживать свои контакты 13 разомкнутыми. В моменг переключения уставки с F> на Р, частота f кон60 тролируемого напряжения меньше F, и на выходе блока 7 появляются короткие импульсы, которые повторно запустят триггер блока однокрлтности 11, что обеспечит удержание якоря реле 12 в подтянутом положении в разомкнутое состояние контактов 13 до тех пор, пока

",лстотл контролируемого напряжения не прередно транзисторы 19, 20 и т. д. (Однако ",!!формация с выходов этих транз |сторов не считывается до тех пор, ||ока закрыт электронный ключ 18).

5 Когда частота контролируемого напряжения в процессе снижения достигает знл . сипя уставкп Fg, напряжения U и (1л опять cJBпадут по фазе, H на выходе блока совпаден:|я

7 появляются короткие импульсы. Под в эз10 действием первого из них открывается к, юч считывания 18, вс |едстви чего информ лц .я с выходов транзисторов 19, 20 и др. посту::лет во внешнее исполняющее устройство.

Количество периодов напряжения U, отс штлпных счетчиком 15 с момента пуска его на уставке F, до останова на устлвке F;, является мерой скорости снижения частоты. Это следует из того, что если в процессе снижения частота контролируемого напряжения до20 стигла значения F,, а спустя и периодов значения Fz, то средняя длительность пери:;.л

432407 сра неншо со схемами, где величина т неизменна. Таким ооразом, использование периода в качестве меры времени и числа периодов в качестве меры скорости повышает точ5 ность контроля скорости изменения частоты и одновременно упрощает схему устройства, так как в этом случае отпадает необходимость в реле времени.

I0 Предмет изобретения

Устройство для контроля скорости изменения частоты, содержащее разделительный трансформатор с тремя выхо.дами, подключен15 нымп к входу блока совпадения, один — через формирователь прямоугольных 11м:1ульсов и дифференцирующий элемент, второи — через контур настройки и формирователь прямоугольных импульсов, и третий — через эле20 мент «запрет», выход блока совпадения через блок переключения уставки и блок однократности действия подключен к счетчику пмп "Ibсо3, от1ича>ощееся тем, что, с целью повышения точности измерения скорости изменения

;астоты, вход счетчика импульсов подключен к диффсрснцирующему элементу через блок совпадения, а Выходы я 1еек счетчиl а BK,110÷e

HbI через электронный клlоч и Выход1 блока совпадения.

Составитель Г. Дамская

Техред Т. Курилко

Корректор В. Гутман

Редактор Н. Коган

Заказ 255/578 Изд. № 17! 4

ЦИИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и

Москва, Ж-35, Раушская

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» высит уставку FI. Таким образом исключается повторное включение органа переключения уставок 8 и предотвращается ложное действие устройства при малой скорости снижения частоты.

По окончании импульса на выходе триггера блока 11 в схему счетчика 15 поступает короткий положительный импульс с цепи 16 и возвращает счетчик в исходное состояние.

Назначение блока запрета 17 состоит в предотвращении ложного действия стройства в момент изменения величины контролируемого напряжения (например, при коротком замыкании в контролируемой сети) . Возникающий при этом переходной процесс может исказить нормальные фазовые соотношения напряжений U и Уп и привести к ложному пуску устройства еще до начала процесса сни.жения частоты. Поэтому в момент изменения величины контролируемого напряжения триггер блока запрета 17 снимает отрицательный потенциал со входа блока совпадения 7 и на время переходного процесса блок совпадения

7 выводится из действия.

Преимущество схемы со счетом числа периодов заключается в дроблении интервал» времени т на части, кратные периоду. Это обеспечивает гибкость контроля скорости по

Т: р".æ 6.8 Подписное

Совета Министров СССР открытий наб., д. 4/5