Реле частоты

 

(1194 3904

ОП ИСАЙИ Е

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическиз

Реслублик

Ф г (61.) Дополнительное к авт. свил-ву к 888241 (5 l ) M. Кл, (22) Заявлено 17. 03. 80 (21) 2893073/24-07. с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

Н 01 Н 47/20

Ркуаарстэееый камятет

СССР ае двлаи изобретения и открытий

Опубликовано15,07.82. Бюллетень ¹ 26 (53) УДК621,316.

° 925(088.8) Дата опубликования описания 15.07,82 (72) Авторы изобретения

В.М. Носов, В.Ф. Сивокобыленко,. В.М; .Гтрийменко и О.М.Прийменко (71) Заявитель

Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (54) РЕЛЕ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для управления режимом работы энергосистемы при возникновении аварийных дефицитов мощности.

По основному авт. св. Е 888241 известно реле частоты, содержащее формирователь измерительных импульсов, блок контроля частоты, блок управления, орган выдержки времени, орган формирования приращения, выходной блок селективного отключения потребителей по интегральным частотно"временным характеристикам очередей, зависимым от величины текущих отклонений частоты от заданного уровня запуска устройства (1).

Однако функциональные воэможности известного устройства не позволяют с достаточной эффективностью кор- 2о ректировать интегральные частотновременные характеристики очередей в зависимости от фазы развития каскадного аварийного режима, т.е. не позволяют достаточно эффективно изменять обьем отключаемой нагрузки в зависимости от знака аварийного изменения частоты снижения, зависания на пониженном уровне или восстановления частоты.

Целью изобретения является повышение эффективности функционирования путем автоматической перестройки по знаку производной частоты.

Указанная цель достигается тем, что в реле частоты введен орган оценки приращений, первый вход которого соединен с первым выходом органа формирования приращения, второй вход - со вторым выходом органа формирования приращений третий вход соединен с первым выходом блока управления, четвертый вход - с первым выходом формирователя измерительных импульсов, а выход органа оценки приращений соединен со вторым входом органа выдержки времени.

3 94

На фиг. 1 приведена функциональная схема предла гаемого уст ройства; на фиг. 2 - время-импульсные диаграммы работы устройства при частоте контролируемой сети f< выше частоты запуска f устройства; на фиг. 3 то же, прй частоте f < fy.

Устройство содержит разделительный трансформатор 1, формирователь измерительных импульсов (ФИИ) 2,,блок контроля частоты (БКЧ) 3,предназначенный для измерения длительности периода измерительного импульса, блок управления (БУ) 4, орган выдержки времени (ОВВ) 5, выходной блок (ВБ) 6, состоящий из выходных цепочек селективного отключения потребителей, орган формирования приращений (ОФП) 7, состоящий из последовательно соединенных инверсного

RS-триггера 8 и элемента И 9, орган оценки приращения (ООП) 10, состоящий из последовательно соединенных счетного триггера 11, счетчика импульсов 12, схемы сравнения 13 и последовательно соединенных формирователя 14 коротких импульсов со схемой 2И на входе, линии задержки

15 и счетчика импульсов 16, а также триггеров фиксации результата сравнения 17, 18 и 19, делителей 20, 21 с заданными коэффициентами деле ния, схемы И-ИЛИ 22 и R-5 -триггера

23, который разрешает работу тригге; рам фиксации результата сравнения

17, 18, 19.

Устройство работает следующим образом, При подаче на первый вход ФИИ 2 через разделительный. трансформатор

1 напряжения с частотой контролируе мой сети на первом выходе ФИИ 2 формируются прямоугольные измерительные импульсы 02 q (фиг. 2), длитель,ностью равные периоду и следующие через период напряжения контролируе,мой частоты. Измерительные импульсы 02,q разрешают работу БКЧ 3 и БУ 4.

При частоте f контролируемой сети выше частоты запуска реле частоты (фиг. 2) отсутствие импульсов

0,!достижения заданной частоты f+ запуска на первом выходе БКЧ 3 блокирует работу БУ 4 и ОФП 7. В свою очередь, первый выход БУ 4 блокиру ет работу ОВВ 5 и ООП 10 путем установки в "0" счетного триггера 11 и

R-S-триггера 23, который устанавливает в "0" триггеры 17, 18, 19, кро3904 4 ме того, третий выход БУ 4 блокирует работу ВБ 6.

С момента снижения частоты fc контролируемой сети ниже частоты f запуска начинается циклическое формирование интегральных частотно-временных характеристик на отключение нагрузки ВБ 6 с учетом знака производной изменения частоты . В данном

10 случае на первом выходе БКЧ 3 периодически появляются импульсы 0 достижения частоты запуска, которые поступают на первый вход БУ 4 и уста навливают в "!" R-S-триггер 8 ОФП 7.

1з При этом на время существования аварийного режима f< (f на первом выходе БУ 4 устанавливается " 1", которая разрешает работу ОВВ 5 и ООП 10. По заднему фронту измерительного импульс са О ФИИ 2 импульсы U,> со второго выхода БУ 4 перебрасывают в "0"

R-S-триггер 8 ОФП 7. Таким образом, в конце каждого измерительного им-! пульса U< „на выходе ОФП 7 формируются импульсы приращения Ug,длительностью пропорциональные отклонению текущего значения частоты от заданно) го уровня запуска, которые устанавливают в "1" триггер 23, разрешающий зо работу триггерам !7, 18, 19.

В течение длительности импульса приращения UB эталонные импульсы со второго выхода БКЧ 3 поступают через схему И 9 ОФП 7 на входы счетчиков импульсов 12 и 16. Логическая "1"

35 инверсного выхода счетного триггера

I1 ООП 10 разрешает счетчику импульсов 16 накопление эталонных импульсов БКЧ 3. По заднему фронту им40 пульса Ug приращения счетный триггер 11 перебрасывается в единичное состояние, чем запрещает прием эталонных импульсов на счетчик 16 и разрешает прием эталонных импульсов на счетчик 12. По приходу следующего

45 импульса 0В приращения счетный триггер 11 перебрасывается в противоположное - нулевое состояние. При этом "1" с инверсного выхода разрешает прием эталонных импульсов счетчику 16 и одновременно поступает на один из. входов формирователя 14 коротких импульсов ООП 10. Когда на втором входе формирователя 14 появляется измерительный импульс U> ôÈÈ 2, по переднему фронту последнего на выходе формирователя 14 появляется короткий импульс U<<. Последний поступает на вход линии задержки 15 и

5 9439 разрешает триггерам 17, 18 и 19 прием информации с выходов схемы сравнения 13, которая сравнивает содержимое счетчиков 12 и 16. Через время, определяемое линией задержки

15, на выходе последней появляется импульс U<, который обнуляет счетчики 12 и 16, подготавливая их к следующему измерительному циклу определения знака производной измене- >0 ния частоты путем оценки текущего импульса приращения Ug.

В конце цикла оценки приращения происходит сравнение содержимого счетчиков 12 и 16 ООП 10. Когда час- ls тота снижается с некоторой скоростью, каждый последующий импульс U < приращения становится длиннее (фиг. За).А поскольку в течение предыдущего импульса Ug приращения заполняется 2в счетчик 16, à в течение последующего - счетчик l2, содержимое счетчика 12 больше содержимого счетчика 16

Поэтому на первом выходе схемы сравнения 13 появляется импульс U q, 25 фиксирующий данную ситуацию и устанавливающий триггер lj в "1", при этом триггеры 18 и 19 остаются в

"0". Выход триггера 17 поступает на первый вход первой схемы И элемента И-ИЛИ 22. На второй вход данной схемы И поступают эталонные им1пульсы с выхода элемента И 9 ОФП

Импульсы U с заданной частотой сле. дования эталонных импульсов поступают на второй вход OBB 5. Данная наибольшая интенсивность циклического заполнения накапливающего счетчика

ОВВ 5 сохраняется до момента исчезновения факта снижения частоты, т.е. исчезновения "1" на выходе триггера 17. Таким образом, достижение заданных чисел импульсов счетчика импульсов OBB 5 на последовательное отключение очередей нагрузки производится с максимальной интенсивностью с сохранением зависимости формируемых временных интервалов на отключение нагрузки от величины текущих отклонений частоты от заданного уровня запуска путем дозировки цикли. ческих пачек эталонных импульсов длительностью импульса 0 .

При ликвидации наиболее опасного аварийного режима снижения частоты

55 в контролируемой энергосистеме и за висании ее на определенном пониженном ниже частоты f запуска реле частоты каждый последующий импульс

04 6

Ug приращения равен предыдущему.

В этом случае на втором выходе схемы сравнения 13 ООП 10 (фиг. Зб) появляется импульс U z, устанавливающий в "1" триггер 18, при этом триггеры

17, 19 устанавливаются в "0". С выхода триггера 18 импульс поступает на первый вход второй схемы И элемента И-ИЛИ 22, на второй вход которой подаются через делитель 20 эталонные импульсы с выхода элемента И 9 ОФП 7. С целью самонастройки интегрирующей АЧР путем изменения ин. тенсивности накопления счетчика импульсов ОВВ 5 уменьшают частоту следования эталонных импульсов, например в два раза, заданием коэффициента деления делителя 20. В этом случае импульсы О с частотой следования, уменьшенной в два раза по сравнению с режимом снижения частоты, поступают на второй вход ОВВ 5.

Уменьшение частоты следования эталонных импульсов, поступающих на циклическое заполнение счетчика импульсов ОВВ 5, при сохранении зависимости числа циклической дозы поступления от уровня зависания часто ты, путем дозировки эталонных импульсов, следующих с измененной частотой следования, поступающих с длительностью текущего импульса Ug, позволяет скорректировать (в данном случае уменьшить в два раза) интенсивность формирования интегральных частотно-временных характеристик на последовательное отключение очередей нагрузки в режиме зависания контролируемой частоты.

При восстановлении контролируемой частоты в дефицитной энергосистеме (фиг. Зв) каждый последующий импульс

0 приращения становится меньше предыдущего. Следовательно, содержимое счетчика 16 в данном случае больше содержимого счетчика 12 и на третьем выходе схемы сравнения 13 появляется импульс U<> >. Последний устанавливает в "1" триггер 19, при этом триггеры 17, 18 устанавливаются в

"0". Единичный выход триггера 19 поступает на первый вход третьей схемы

И элемента И-ИЛИ 22, чем разрешает прохождение эталонных импульсов элемента И 9 через делитель 1 и элемент

И-ИЛИ 22 на второй вход накапливающего счетчика импульсов ОВВ 5. Делитель 21 уменьшает частоту следования эталонных импульсов с выхода эле943904

Формула изобретения мента И 9. С целью самонастройки действия интегрирующей АЧР путем изменения интенсивности накопления счетчика импульсов ОВВ 5 в режиме восстановления контролируемой частоты уменьшают частоту следования эталонных импульсов, например в четыре раза, заданием коэффициента деления делителя 21. В этом случае импульсы

U2g поступают на ОВВ 5 с частотой следования, уменьшенной в четыре раза по сравнению с режимом снижения частоты и, следовательно, уменьшенной в два раза по сравнению с режимом зависания частоты на пониженном уровне. Это приводит к дополнительному снижению интенсивности формирования интегральных частотно-временных характеристик на последовательное.отключение очередной нагрузки в режиме восстановления частоты в контролируемой дефицитной энергосистеме, При восстановлении контролируемой частоты выше уровня f запуска устройства на первом выходе БКЧ 3.исчезают импульсы U достижения частоты запуска. При этом логический

"0" на первом выходе БУ 4 блокирует работу OBB 5 и ООП 10 путем установления в "0" триггеров 11, 17, 18, 19. Кроме того, импульсы U на втором выходе БУ 4 устанавливают в "0" триггер 8 формирования приращения

ОФП 7, который блокирует элемент И 9, а импульсы 0 с третьего выхода

БУ 4 блокируют работу ВБ 6. Таким образом, устройство возвращается в исходное состояние (фиг. 2}.

Введение органа оценки приращения позволяет эффективно, в зависимости от характера развития аварийного режима, корректировать степень интенсивности формирования интегl ральных частотно-временных характеристик на последовательное селектив ное отключение очередей нагрузки. Особенно эффективно действие устройства в условиях каскадных аварийных режимов, сопровождающихся неоднократным чередованием фаз снижения, зависания или восстановления частоты в дефицитной энергосистеме, поскольку время на отключение определенного объема нагрузки формируется с учетом интегрального значения текущих отклонений частоты от заданного уровня запуска устройства при дополнительной коррекции характеристик по теку1@ щему знаку производной изменения частоты. Это способствует наиболее качественной ликвидации аварийного режима энергосистемы за счет наиболее полного соответствия текущего дефицита мощности отключаемого объема нагрузки с .соответствующими временными интервалами, корректируемыми по закону производной изменения частоты и, вследствие этого, эффективного сокращения времени существования аварийного режима работы энергосистемы с пониженной частотой и предупреждения снижения частоты до недопустимого низкого уровня.

Реле частоты по авт. св. 888241, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности функционирования путем автоматической перестройки по знаку производной частоты, в него введен орган оценки приращения, первый вход которого соединен с первым выходом органа формирования приращения, второй вход - со вторым выходом органа формирования приращения, третий вход соединен с первым выходом блока управления, четвертый вход - .с первым выходом формирователя измерительных импульсов, а выход органа оценки приращения соединен со вторым входом органа выдержф5 ки времени.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 888241, кл. Н 01 Н 83/00, 1979.