Реле частоты

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах автоматики энергетических систем. Реле частоты содержит входную шину 1, формирователи 2 и 10 импульсов, генератор 3 импульсов эталонной частоты, счетчик 4 импульсов, элементы ИЛИ 5-1 ... 5-3, ключи 6-1 ... 6-3 задания уставки частоты срабатывания, ключи 7-1 ... 7-3 задания уставки частоты возврата, триггеры 8 и 9, элементы И 11 и 12, переключатель 13, элемент 14 задержки, исполнительный орган 15, элемент НЕ 16. Обеспечение возможности независимой регулировки уставок по частоте срабатывания и возврата в режимах понижения и повышения частоты, а также возможность сохранения включенного состояния устройства при глубоких посадках частоты позволяют расширить функциональные возможности уа. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21 ) 42627 20/24-21 (22) 16.06.87 (46) 15.04.89. Бюл. ) (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт релестроения (72) Ф,М.Розенблюм и В.H.Белов (53) 621,316,925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1014085, кл. Н 02 Н 3/10, Н О! Н 47/20, 1981.

Релейная защита и пративоаварийкая автоматика. Международная конференция по большим электрическим системам СИГРЗ-74. М.: Энергия, 1974, с. 37-50, рис.4. (54) РЕЛЕ ЧАСТОТ1! (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использована в устройствах автоматики энерге(51) 4 Н 02 Н 3/10, Н О! Н 47/20, Н 03 К 5/26 тических систем. Реле частоты содержит входную шику 1, формирователи

2 н !О импульсов„ генератор 3 нмпуль сов эталонной частоты, счетчик 4 импульсов, элементы ИЛИ 5-1 ...5-3, ключи 6-1,...6-3 задания уставки частоты срабатывания, ключи 7-1... ...7-3 задания уставки частоты возврата, триггеры 8 и 9, элементы И !1 и 12, переключатель 13, элемент 14 задержки, исполнительный орган 15, элемент HF. 16. Обеспечени" возможности независимой регулировки уставок по частоте срабатывания и возвратата в р е>жмах п онижения и; овыпения частоты, а также возможност) сохранения включенного состояния устройства при глубоких посадках частоты позволяют расширить функциональные возможности устройства °

1 ! з.п. Ф-лы, 2 ил.

)472992

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах автоматики энергетических систем, Цель .изобретения — расширение

5 функциональных возможностей путем обеспечения возможности независимой регулировки уставок по частотам срабатывания и возврата в режимах понижения и повышения частоты, а также сохранение включенного состояния устройства при глубоких посадках частоты

На фиг,1 показана структурная 15 электрическая схема устройства для

М=З; на фиг, 2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства, Устройство (фиг.)) содержит входную шину 1, которая соединена с вхо- 2О дом первого формирователя 2 импульсов, генератор 3 импульсов эталонной частоты, выход которого соединен со счетным входом счетчика 4 импульсов, входы установки с первого по третий 25 разрядов которого соединены с выходами соответственно элементов ИЛИ -1...5-3, первые входы которых соединены с выходами соответственно ключей 6-1...6-3 задания уставки часто- 30 ты срабатывания, а вторые входы с выходами соответственно ключей

7-1...7-3 задания уставки частоты . возврата, Прямой выход старшего разряда счетчика 4 соединен с D-входом первого триггера 8, R-вход которого соединен с инверсным выходом второго триггера 9 ° Прямой выход счетчика 4 соединен с входом второго формирователя 10 импульсов, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И 11 и 12, Прямой и инверсный выходы триггера 8 соединены соответственно с размыкаю,щим и замыкающим контактами переклю- 4> чателя 13, переключающий контакт которого через элемент )4 задержки соединен с входами исполнительного органа 15 и элемента НЕ 16. Входы ключей 6-) ...6-3 соединены с выходом элемента И )1, второй вход которого соединен с выходом элемента 14 задержки, Входы ключей 7-1...7-3 соединены с выходом элемента И 12, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ 16. Первый выход формирова)еля 2 соединен с С-входом триггера 8, а второй выход — с входами сброса всех разрядов счетчика 4 и

Б-входом триггера 9, С-вход которого соединен с инверсным выходом старшего разряда счетчика 4, Устройство работает следующим образом.

На вход счетчика 4 импульсов с генератора 3 поступают импульсы эталонной частоты. При отключенных ключах б н 7 частота переключения последнего разряда счетчика 4 выбирается равной минимальной уставке частосрабатывания (45 Гц).

При поступлении на вход реле частоты напряжения переменного тока с частотой сети (фиг,2а) на выходе формирователя ? появляются импульсы конца периода (передний фронт импульса Н 1 )фиг.2б) и импульсы начала периода J (o, (фиг ° 2в), разнесенные по времени после пер=.:днего фронта импульса U,, на несколько микросе (т) кунд.

На фиг. 2 приведена временная диаграмма работы реле понижения частоты до срабатывания при частоте сети выше уставки срабатывания f, и после срабатывания, когда частота сети ниже частоты уставки срабатывания Г 1 с„, На фиг.2 г,д Uq г,,) и

U««, - напряжения на выходе последнего разряда счетчика 4 на инверсном и прямом выходе соответственно.

В начале каждого периода импульсом U,> ) (фиг.2в) все разряды счетчика 4 устанавливаются по прямому выходу в состояние "О", чем достигается синхронизация начала периода колебаний напряжения контролируемой сети с началом периода колебаг ний напряжения на выходе счетчика

4. Конец периода колебаний напряжения на счетчике и конец периода напряжения контролируемой сети сравни. ваются на триггере 8 в момент появления импульса U,) (фиг.2б). Регулирование частоты колебаний напряжения на выходе счетчика 4 осуществляется подачей коротких импульсов длительностью 1-2 мкс на входы установки разрядов в момент, когда эти разряды находятся в состоянии "0" по прямому выходу. При разомкнутых ключах 6 и 7, когда сигнал с формирователя 10 не проходит на входы ус-! тановки разрядов счетчика 4 значе1 ние частоты напряжения на выходе счетчика 4 является минимальньи и определяется частотой генер.атора 3

147299? и колич еством разрядов счетчик я 4.

Для конкретно рязряботянного реле частота ня вь>ходе счетчика 4 выбрана 45 Гц.

Формирователь 1 ) выполнен таким образом что при переходе н- ..ряжения ня выходе счетчикя 4 с уровня

"О" ня уровень "1" ня его выходе появляется короткий импульс, который поступает на первые вх.:ды элемен,as

И 11 и 12. Именно в этот момент в каждый период происходит переключение уставак срабять:вяни-. или возврата в счетчике 4. 5

При ч яс-.îòå f, " „„в момент прихода ня С-вход триггера 8 переднего фронта импульса " . <;(фиг,2б) конца периода на D-входе триггера

8 присутствует сигнал " с -:1рлм«уг" -.!> выхода последнего рязр.тдя г -,.11

4 и на инверсном выходе триггера 9 сохраняется сигнал "0" (фиг,2ж).Элемент 14 задержки при сигнале "О" на его входе не срабатывает и на вы- 25 ходе элемента 14 задержки (фиг.2и) сохраняется существовавший до этого сигнал "1". При этом исполнительньй орган 15 (фиг.2н) не срабатывает, а через элемент И 11 {фиг,2к) и ключи 6.на первые входы элементов

ИЛИ 5 кратковременно поступает заданная уставка срабать|вания, которая в виде импульсов напряжения U (фиг,2м) поступает на входы установки части разрядов счетчика 4 и устанавливает на их прямых выходах сигнал "1", задавая, таким образом, частоту уставки срабатывания при появлении короткого импульса на выходе фор- 40 мирователя 10 (фиг,2з}. При этом частота импульсов на выходе счетчика

4 возрастает c f мин до о В режи ме f > f „ т триггер 9 (фиг.2е) в момент прихода на его С-вход импуль45 са Ug <„> (фиг.2г) не изменяет сигнал

"О" на его инверсном вЫходе, так как в начале каждого периода имнульсом Ue(o> (фиг.2в) с формирователя 2 он устанавливается в состояние и Oll на его инверсном выходе. При поступлении сигнала "О" íà R-вход триггера

8 состояние его выходов не изменяется.

Выбор уставки срабатывания осуществляется заданием частоты на выходе счетчика 4 по периоду частоты сети и по периоду частоты генератора 3, соответствующей длительности период да одного импульса, поступающего в счетчик 4..- уст

f чв(> — ус т. ер — и гэ откуда определяется число импульсов ня которое нео ходимо уменьшить емкос;ь счетчик;-. 4 включением соответствующих ключей 6, Прн пониАени«, на" теть> се «ъ«до величины, равной или меньшей уставки срабать:ванин реле Гс c e у„, сше дс наступления конца периода последний разряд счетчика 4 переключается и

П „р> = О, а на его инверсном вь,". коде U «„> — сигнал "1". Поэтому в момент приходя переднего фронта импульса U 1 на С-вход триггера 8 на er o D-входе присутствует сигнал !!4 «> = О и на инверсном выходе триггера 8 появляется сигнал "1",который поступает на вход элемента 14 задержки. В этом режиме с инверсного выхода счетчика 4 на С-в:;-.«ч триггера

9 в конце периода поступает импульс

"1", который на его инверсном вь>ходе задает сигнал "1", погледний по Рвходу устанавливает триггер 8 в состояние "1" по инверсному выходу. Наличие сигнала "1" на инверсном выходе триггера 8 не менее 3 периодов подряд приводит к появлению сигнала

"О" на выходе элемента 14 задержки, срабатывании исполнительного органа )5 и к задании уставки по частоте возврата через элемент НЕ 1о,элемент И 12 (фиг.2л) и ключи " в цепи задания уставки возврата. Это происходит в следующий период после срабатывания элемента 14, когда появляется короткий импульс уровня "1" на выходе формирователя 10, при этом короткий импульс в цепь задания уставки частоты не поступает.

В середине периода, следу1ощего

sa срабатыванием элемента 1 4, емкость счетчика 4 уменьшается коротким импульсом, поступающим через замкнутые ключи 7. элементы ИЛИ 5 на входы установки части разрядов счетчика 4у на число импульсов t1 соответствующее заданной устявке по частоте возврата

147299? з(). мин 1 ус . e,е Теперь возврат произойдет только после повышения частоты до величины, равной илк большей частоты возврата.

При глубоких посадках частоты сети (до 30 Гц по ГОСТ 19262-80) последний разряд счетчика 4 по прямому выходу успевает переключаться за период с уровня "0" на уровень "1" и снова на уровень "О" в момент превышения длительности периода частоты уставки и снова может переключиться

; а уровень "1" перед концом того же периода. Поэтому беэ триггера 9 в момент прихода импульса 11 <,1 (фиг,2б) с формирователя 2 на С-вход триггера 8 последний по инверсному выходу установится в состояние "О" л репе не сработает, хотя частота

- .ти намного ниже частоты срабатывания. Чтобы этого не происходило, в

":остав устройства введен триггер 9.

8 момент превышения длительностью .::.риода частоты сети заданной уставив инверсном выходе последнего разряда счетчика 4 появляется сигнал а на инверсном выходе триггера

9 — игнал "i который устанавливает по R-входу триггер 8 в состояние

"О" по прямому выходу и в состояние 1" — по инверсному выходу. В момент

Прихода импульса Г q т (фиг,2б) с формирователя 2 на С-вход триггера 8 сигнал "1" с его Э-входа не переносится на прямой выход, так как в это время присутствует сигнал "1" на Rвходе триггера 8. Только по окончании действия импульса IJ z < 1{фиг. 26) триггер 9 по инверсному выходу переключается в состояние "0 импульсом У (ei (фиг.2в) с формирователя 2, поступившим на Я-вход триггера 9,но при этом состояние "1" по инверсному выходу, триггера 8 сохраняется на следующий период до прихода следующей последовательности сигналов, Наличие ка инверсном выходе триггера 8 сигнала "l" в течение времени, превышающего задержку на срабатывание элемента 14 задержки, приводит к удерживанию реле в сработанном состоянии при глубоких посадках часто.;ы. Условия минимальной длительности задержк:к элемента 14 задержки выбира тся равной 0,06с с учетом запаздывания сигнала во входных цепях

1О

26 выходной сигнал последнего разряда

25 прихода импульса U «„(Wr.2б) на

ЗО

50 и времени срабатывания исполнительного органа 15. При этом обеспечивается время срабатывания реле частоты не более 0,1с при скорости снижения частоты ? Гц/с в соответствии с ГОСТ 1926?-80. Этим обеспечивается отстройка от влияния помех на точность срабатывания.

Для перевода данного реле в режим повышения частоты переключателем 13 переключается вход элемента 14 зад.--.:жки с инверсного выхода триггера

8 на прямой выход, чтобы при переключении триггера 8 в момент повышения частоты сети выше уставки срабатывания сигнал на входе элемента 14 задержки был равен "I". В данном режиме в конце периода частоты сети счетчика 4 на прямом выходе имеет уровень "1, поэтому триггер 9 в этом режиме не переключается„ но в момент

С-вход триггера 8 на его прямой выход с D-входа переносится сигнал

"1" и реле срабатывает в уже рассмотренной последовательности, Выставление уставок по частоте срабатывания к возврата осуществляется соответствующим уменьшенкем при помощи кличей

6 и 7 емкости счетчика 4 ка п и и импульсов, рассчитанным по приведенным выше выражениям. Таким образом, при помощи триггера 9 обеспечивается сохранение неизменным включенного состояния реле при глубоких посадках частоты сети. Одновременно обеспечивается плавная регулировка частоты возврата за счет использования общих элементов ИЛИ 5 в цепях задания уставок частот срабатывания и возврата.

Для ослабления высших гармоник во входном напряжении контролируемой сети между входной шиной и входом первого формирователя импульсов может быть включен фильтр низкой частоты.

Формула изобретения

1. Реле частоты, содержащее Первый формирователь импульсов „вход которого соединен с входной шиной, генератор импульсов эталонной частоты, выход которого соединен со счетным входом И-разрядного

147?992 счетчика импульсов, первый и второй элементы И, входы которых объединены, а также первый триггер, элемент задержки, второй формирователь импульсов и исполнительный орган, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности независимой регулировки уставок по частоте срабатывания и возврата в режимах понижения и повьппения частоты, в него введены элемент

HE переключатель, группа из И ключей задания уставки частоты срабатывания, где М N, группа из M ключей задания уставки частоты возврата и группа из М элементов ИЛИ,причем выход i-го элемента ИЛИ соединен с входом установки i-го -„- азряда счетчика импульсов, где

1,2,...,И, первый вход i ãо элемента ИЛИ вЂ” с выходом х-го ключа группы ключей задания уставки частоты срабатывания, а второй вход i-го элемента ИЛИ вЂ” с выходом i-го ключа

r ðóïïû задания уставки частоты возврата, причем входы ключей в группе ключей задания уставки.частоты срабатывания соединены с выходом первого элемента И, а в группе ключей задания уставки частоты возврата — с выходом второго элемента И, первый вход которого через второй формирователь импульсов подключен к прямому

5 выходу старшего разряда счетчика импульсов и D-входу первого триггера, а вторые входы первого и второго элементов И соответственно непосредственно и через элемент HR подключены к входу исполнительного органа и выходу элемента задержки, вход которого соединен с переключающим контактом переключателя, замыкающий и размыкающий контакты которого соединены соответственно инверсию и прямым выходами первого триггера, Свход которого соединен с первым вьходом первого формирователя импульсов, второй выход которого соединен с входами сброса всех разрядов сче†. чика импульсов.

2. Реле по п.1, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью сохранения включенного состояния устройства при глубоких посадках частоты, в него введен второй триггер, С-вход которого соединен с инверсным выходом старщего разряда счетчика импульyg сов, $-вход-с вторым выхс-:;ом первого формирователя импульсов, а инверсный выход — с R-входом первого триггера.

1472992

У г(о)

Я ч(ю)

%(q9 д

Ру

Г

Kjq

Ъ(сР)

5g(a

Л

Р

Pgy Составитель С,Будович

Техред Л,Сердюкова

Редактор М.Петрова

Корректор Н.Гунько

Заказ 1720/52 Тираж 605 Подписное

339;.-".ДЯ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

333035 Иосква, Ж-35 Раужская иаб.„ д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", t, Ужгород, ул. Гагарина,101