Реле частоты

 

ИШ:11т .-». 11щЕццд блюауфна gБА

011ИСАЙ И В

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i() 86И86

0оее Севетбккк

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.04.76 (21) 2342824/07 с присоединением заявки №

Й Ударствеиный комитет (23) Приори

Совета Министров СССР по делам изобретений Опубликовано 30.07.77. Бюллетень № 28 (51) М. Кл. Н 01Н 83/20 (53) УДК 621.316.925 (088.8) и открытий

Дата опубликования описания 07.09.77 (72) Авторы изобретения

Ф. М. Розенблюм и В. Г. Гришанов (71) Заявитель (54) РЕЛЕ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к области электротехники, а именно к устройствам релейной защиты и автоматики энергосистем и может быть использовано для контроля частоты переменного напряжения.

Известны устройства, обеспечивающие фиксацию частоты с выдачей цифровой информации на соответствующее табло (1).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является известное реле скорости изменения частоты (2), которое содержит установленные в каждой фазе формирователи импульсов с частотой сети и соединенные с формирователями импульсов установки счетчика на нуль и с формирователями импульсов измерения периода, подключенный к счетчику импульсов генератор эталонной частоты, триггеры памяти, подключенные ко входу цифр о-аналогового преобразователя, который связан через усилитель пороговым элементом и реагирующим органом. ,Недостатком известного реле является то, что все устройства, выполненные с использованием цифровых принципов, подвержены сбоям, при которых на выходе реле в течение периода измерения будет ложная информация. Отстройка от неправильных действий реле частоты осуществляется замедлением реагирующего органа не менее, чем на период измерения. При этом увеличивается время срабатывания реле, что при больших скоростях изменения частоты приводит к снижению эффективности действия автоматики.

Предложенное реле отличается от извест5 ных тем, что для повышения быстродействия между выходами счетчиков импульсов во всех трех фазах и входами триггеров памяти дополнительно включены элементы И и ИЛИ, причем выходы счетчиков, импульсов соеди10 нены с первыми входами элементов И в каждой фазе устройства, вторые входы которых соединены с выходом формирователя импульса измерения длительности периода той же фазы, а выходы элементов И, включенных в

15 каждой фазе устройства, через элементы ИЛИ соединены с первыми входами триггеров памяти, вторые входы которых через элементы

ИЛИ соединены с выходом трех схем формирования импульса измерения длительности пе20 риода каждой фазы устройства.

На фиг. 1 приведена схема реле частоты; на фиг. 2, 3 — временные диаграммы изменения входного напряжения U„x и напряжения на выходе цифро-аналогового преобразовате25 ля для однофазного и трехфазного реле частоты соответственно.

В схеме приняты следующие обозначения:

1 — формирователи импульсов с частотой сети; 2 — формирователь импульса установки

30 счетчика на нуль; 3 — формирователь импуль567186 са измерения периода; 4 — генератор эталонной частоты; 5 — счетчик импульсов; 6 — элементы И; 7, 8 — элементы ИЛИ; 9 — триггера памяти; 10 — цифро-аналоговый преобразователь; 11 — усилитель; 12 — пороговый элемент;

13 — реагирующий орган.

Реле частоты содержит три фазных канала, в каждом из которых соединены последовательно формирователи импульсов с частотой сети, формирователь импульса измерения периода, формирователь импульса установки счетчика на нуль, счетчик импульсов, первые входы элементов И. Входы счетчиков в каждой фазе реле соединены с выходом общего генератора импульсов. Вторые входы элементов И соединены с выходом формирователя импульса измерения длительности периода той же фазы. Выходы элементов И, включенных в каждой фазе устройства через элементы ИЛИ, соединены с первыми входами триггеров памяти, вторые входы которых через элемент ИЛИ соединены с выходом трех формирователей импульса измерения длительности периода каждой фазы устройства. С выходом триггеров памяти соединены последовательно цифро-аналоговый преобразователь, усилитель, пороговый элемент с регулируемым уровнем срабатывания, реагирующий орган.

На вход реле подаются напряжения трех фаз контролируемой сети переменного тока, которые преобразуются формирователями импульсов 1 в прямоугольные импульсы, длительность которых соответствует положительному полупериоду, а пауза — отрицательному.

Напряжение с выхода формирователя подается на формирователь 2, вырабатывающий импульс установки на «О» счетчика импульсов 5 в начале каждого периода в данной фазе, и на формирователь 3, который в конце каждого периода формирует короткий импульс измерения периода.

Следовательно, в конце каждого периода счетчики 5 содержат информацию о длительности периода напряжения. В конце периода напряжения в каждой фазе реле первоначально осуществляется перенос информации со счетчика 5 через элементы И и элементы ИЛИ на триггерах памяти 9, и лишь после этого происходит установка счетчика импульсов данной фазы на «О». Информация с триггеров памяти 9 преобразуется в напряжение постоянного тока цифро-аналоговым преобразователем 10 и после усилителя 11 подается на вход порогового элемента с регулируемым уровнем срабатывания, на выходе которого включен реагирующий орган 13.

В известной схеме реле частоты осуществляется преобразование длительности периода напряжения только одной фазы в аналоговый сигнал, поэтому напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя при изменении частоты будет изменяться только в конце периода, и эта информация запоминается на весь период, как это показано на фиг. 2. В случае любого сбоя в счетчике импульсов на входе порогового элемента в течение периода будет ложная информация, для отстройки от которой необходимо выполнить соответствующее замедление реагирующего органа.

В предложенном реле частоты в связи с преобразованием длительностей периодов напряжения во всех трех фазах в цифровой код и включением дополнительных элементов совпадений 6 в каждой фазе, общих элементов

ИЛИ 7 и 8, информация со счетчиков каждой фазы будет кратковременно,в конце периода

10 подаваться на вход триггеров памяти 9. В остальное время сигнал на входах триггеров памяти отсутствует. Момент переноса информации на выход триггеров памяти также синхронизирован с моментом появления импульсов

15 измерения периода в каждой фазе. Поэтому сигнал на выходе цифро-аналогового преобраФормула изобретения

Реле частоты, содержащее установленные в каждой фазе формирователи импульсов с частотой сети, соединенные с формирователями импульсов установки счетчика на нуль и с формирователями импульсов измерения периода, подключенный к счетчику импульсов генератор эталонной частоты, триггеры памяти, подключенные ко входу цифро-аналогового преобразователя, который связан через усилитель с пороговым элементом и реагирующим органом, отличающееся тем, что, с

65 зователя будет изменяться три раза за период

20 (см. фиг. 3). В случае сбоя ложная информация на входе порогового элемента будет существовать лишь 1/3 периода.

Следует отметить, что в известных схемах сигнал с выхода счетчика импульсов поступа25 ет на входы триггеров памяти в течение всего периода, а в данной схеме он подается только кратковременно три раза за период, что также уменьшает вероятность переноса сигнала помехи.

30 В предложенной схеме реле частоты можно вводить на второй вход усилителя внешние сигналы, что позволяет реализовать комбинированное реле частоты и скорости, если в качестве внешнего сигнала использовать сиг35 нал с выхода дифференциального усилителя реле скорости изменения частоты. Если подать на дополнительные входы усилителя напряжение смещения от внешнего источника, то можно осуществлять автоматическое изме40 нение уставок по частоте срабатывания, что необходимо для выполнения частотного АПВ.

Подключение к выходу усилителя 11 нескольких пороговых элементов 12 с реагирующим органом 13 позволяет выполнить не45 сколько очередей частотной разгрузки.

Применение предлагаемого реле частоты в устройствах автоматического ограничения частоты генераторов позволит за счет повышения быстродействия реле уменьшить время отключения генераторов, ускорившихся при сбросе нагрузки и, следовательно, уменьшит» . их повреждаемость.

567186

Фиг. 1 целью повышения быстродействия, между выходами счетчиков импульсов во всех трех фазах и входами триггеров памяти дополнительно включены элементы И и ИЛИ, причем выходы счетчиков импульсов соединены с первыми входами элементов И в каждой фазе устройства, вторые входы которых соединены с выходом формирователя импульса измерения длительности периода той же фазы, а выходы элементов И, включенных в каждой фазе устройства, через элементы ИЛИ соединены с первыми входами триггеров памяти, вторые входы которых через элементы ИЛИ соединены с выходами трех формирователей импульса измерения длительности периода каждой фазы устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 498682, Н 02Н 1/02, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР ¹ 506095, Н 02Н 1/02, 1975.

Редактор В. Девятов

Составитель В, Быков

Техред А. Камышникова

Корректор Е. Хмелева

Заказ 1927/21 Изд. № 649 Тираж 995 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова. 2