Реле регулирования частоты

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для регулирования частоты генератора при его включении в сеть. Технический результат заключается в повышении точности работы реле. Для этого устройство содержит два компаратора, генератор импульсов, четыре элемента И, частотный дискриминатор, три формирователя короткого импульса по переднему фронту, одновибратор, при этом выходы первого и четвертого элементов И являются выходами управления снижения и увеличения частоты генератора соответственно, а выход третьего элемента И является выходом сигнала разрешения подключения генератора к сети. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах релейной защиты в качестве реле регулирования частоты генератора при ее недопустимом отклонении от частоты сети.

Известно устройство, содержащее последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, двоичный счетчик, дешифратор, формирователь импульсов и исполнительный элемент, выполненный в виде транзистора [1].

Недостатком устройства является относительно узкие функциональные возможности, не позволяющие использовать его в качестве реле разности частот.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее частотный дискриминатор, первый и второй входы которого являются входами соответственно частоты сети и частоты генератора, а выход соединен с входом компаратора, первый и второй выходы которого соединены с входами соответственно первого и второго элементов И и с входом генератора импульсов, выход которого соединен с входом реле частоты, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом автономного генератора импульсов, а выход соединен со вторыми входами первого и второго элементов И [2].

Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно низкая точность регулирования, поскольку она вырабатывает сигнал подстройки частоты генератора и в случае допустимого рассогласования частоты генератора от частоты сети и в случае кратковременного сбоя частоты генератора.

Техническим результатом изобретения является повышение точности.

Этот технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее первый компаратор, генератор импульсов, первый и второй элементы И, частотный дискриминатор, первый и второй входы которого являются входами для подключения напряжения генератора и сети соответственно, а выход соединен с входом первого компаратора, введены третий и четвертый элементы И, второй компаратор, вход которого соединен с выходом частотного дискриминатора, первый формирователь короткого импульса по переднему фронту, вход которого соединен с выходом “больше” первого компаратора и с первым входом первого элемента И, а выход соединен с инверсным входом первого элемента И, второй формирователь короткого импульса по переднему фронту, вход которого соединен с выходом второго элемента И с первым входом третьего элемента И, а выход соединен с инверсным входом третьего элемента И, третий формирователь короткого импульса по переднему фронту, вход которого соединен с выходом “меньше” второго компаратора и с первым входом четвертого элемента И, а выход соединен с инверсным входом четвертого элемента И, одновибратор, выход которого соединен с входом запуска генератора импульсов, выход которого соединен со вторыми входами первого и четвертого элементов И, при этом первый и второй входы второго элемента И соединены соответственно с выходом “меньше” первого компаратора и с выходом “больше” второго компаратора, при этом выходы первого и четвертого элементов И являются выходами управления снижения и увеличения частоты генератора соответственно, а выход третьего элемента И является выходом сигнала разрешения подключения генератора к сети.

На чертеже представлена электрическая структурная схема реле регулирования частоты.

Реле регулирования частоты содержит первый компаратор 1, генератор 2 импульсов, первый 3 и второй 4 элементы И, частотный дискриминатор 5, первый и второй входы которого являются входами соответственно генератора и сети, а выход соединен с входом первого компаратора 1, третий 6 и четвертый 7 элементы И, второй компаратор 8, вход которого соединен с выходом частотного дискриминатора 5, первый формирователь 9 короткого импульса по переднему фронту, вход которого соединен с выходом “больше” первого компаратора 1 и с первым входом первого элемента И 3, а выход соединен с инверсным входом первого элемента И 3, второй формирователь 10 короткого импульса по переднему фронту, вход которого соединен с выходом второго элемента И 4 и с первым входом третьего элемента И 6, а выход соединен с инверсным входом третьего элемента И 6, третий формирователь 11 короткого импульса по переднему фронту, вход которого соединен с выходом “меньше” второго компаратора 8 и с первым входом четвертого элемента И 7, а выход соединен с инверсным входом четвертого элемента И 7, одновибратор 12, выход которого соединен с входом запуска генератора 2 импульсов, выход которого соединен со вторыми входами первого 3 и четвертого 7 элементов И, при этом первый и второй входы второго элемента И 4 соединены соответственно с выходом “меньше” первого компаратора 1 и с выходом “больше” второго компаратора 8.

Первый 9, второй 10 и третий 11 формирователи короткого импульса формируют импульсы заданной длительности по переднему фронту перепада напряжения с уровня логического нуля на уровень логической единицы на своих входах. Частотный дискриминатор может быть выполнен как и в устройстве-прототипе и формировать сигнал, величина которого пропорциональна разности частот генератора и сети, поступающих на его входы. Остальные блоки являются стандартными блоками электротехники. Цепи питания элементов на чертеже не показаны как несущественные в рамках данной заявки. Кроме того, предполагается, что как и в устройстве-прототипе регулирование генератора производится по двум регулирующим входам, один из которых по импульсному сигнал работает на понижение частоты, а другой - по аналогичному импульсному сигналу на повышение частоты.

Работает реле регулирования частоты следующим образом.

Включение реле производится путем подачи питания на одновибратор 12, который запускает генератор 2 импульсов.

Сигналы с частотой сети и генератора поступают на вход частотного дискриминатора 5, на выходе которого формируется сигнал, величина которого пропорциональна отклонению частоты генератора от частоты сети. Этот сигнал сравнивается в первом 1 и втором 8 компараторах с максимально допустимыми уровнями отклонений, соответственно в большую и меньшую стороны. При превышении сигналом частотного дискриминатора 5 верхнего допустимого уровня на выходе “больше” первого компаратора 1 формируется уровень сигнала с уровнем логической единицы, по которому через первый элемент И 3 на первый выход реле (выход снижения частоты генератора) будут поступать импульсы регулирования. При этом по перепаду сигнала на выходе первого компаратора 1 срабатывает первый формирователь 9, который вырабатывает короткий импульс, поступающий на инверсный вход первого элемента И 3. Этим самым исключается влияние кратковременных сбоев частоты генератора или влияние кратковременных помех на процесс регулирования частоты генератора. Если недопустимое увеличение частоты генератора не является результатом действия помех, то регулирование его частоты начнется через малый временной промежуток. Аналогично действует реле при снижении частоты генератора ниже допустимого уровня, когда срабатывает второй компаратор 8 и третий формирователь 11, которые управляют процессом увеличения частоты генератора импульсами, проходящими через четвертый элемент И 7, выход которого является вторым выходом реле.

Если частота генератора находится в допустимых пределах, что соответствует уровню логической единицы на выходе второго элемента И 4, то после короткого промежутка времени, при срабатывании второго формирователя 10 на выходе третьего элемента И 6, который является третьим выходом реле, формируется уровень логической единицы, являющийся сигналом разрешения подключения генератора к сети.

Таким образом, предложенное устройство обладает более широкими функциональными возможностями, поскольку оно вырабатывает сигнал подстройки частоты генератора и в случае допустимого рассогласования частоты генератора от частоты сети и в случае кратковременного сбоя частоты генератора.

Источники информации:

1. Электротехнический справочник, в 4-х томах, т.2. Электротехнические изделия и устройства. Под общей редакцией В.Г.Герасимова и др. - М.: Издательство МЭИ, 1998 г., с.390, рис.35.10.

2. Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. - М.: Высшая школа, 1991, с.356, рис.12.17 (прототип).

Формула изобретения

Реле регулирования частоты, содержащее первый компаратор, генератор импульсов, первый и второй элементы И, частотный дискриминатор, первый и второй входы которого являются входами для подключения напряжения генератора и сети соответственно, а выход соединен с входом первого компаратора, отличающееся тем, что введены третий и четвертый элементы И, второй компаратор, вход которого соединен с выходом частотного дискриминатора, первый формирователь короткого импульса по переднему фронту, вход которого соединен с выходом “больше” первого компаратора и с первым входом первого элемента И, а выход соединен с инверсным входом первого элемента И, второй формирователь короткого импульса по переднему фронту, вход которого соединен с выходом второго элемента И и с первым входом третьего элемента И, а выход соединен с инверсным входом третьего элемента И, третий формирователь короткого импульса по переднему фронту, вход которого соединен с выходом “меньше” второго компаратора и с первым входом четвертого элемента И, а выход соединен с инверсным входом четвертого элемента И, одновибратор, выход которого соединен с входом запуска генератора импульсов, выход которого соединен со вторыми входами первого и четвертого элементов И, при этом первый и второй входы второго элемента И соединены соответственно с выходом “меньше” первого компаратора и с выходом “больше” второго компаратора, при этом выходы первого и четвертого элементов И являются выходами управления снижения и увеличения частоты генератора соответственно, а выход третьего элемента И является выходом сигнала разрешения подключения генератора к сети.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для регулирования частоты и фазы генератора при его включении в сеть

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в газово-турбинных установках

Изобретение относится к электрическим машинам с полупроводниковыми (вентильными) преобразователями электроэнергии и может быть использовано в автономных объектах, в частности автомобилях, для генерирования электрической энергии и запуска приводного двигателя

Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для регулирования частоты вращения электростанций с асинхронными генераторами и конденсаторным самовозбуждением

Изобретение относится к получению и преобразованию электроэнергии, а именно к способам управления асинхронными генераторами с короткозамкнутым ротором, работающими в условиях изменяющейся локальной нагрузки, и может быть использовано в энергетике, например в малых ГЭС и ветроэлектростанциях

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в установках с бесконтактными асинхронными вентильными генераторами

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления электроагрегатом в автономных системах электроснабжения постоянного тока подвижных объектов связи и управления

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для регулирования и стабилизации напряжения асинхронных генераторов ветроэнергетических установок, минигидроэлектростанций и автономных систем электроснабжения

Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей конструктивного выполнения саморегулируемых генераторов с постоянными магнитами

Изобретение относится к области электротехники в частности, к цифровым системам управления и регулирования с аналоговым выходом, и может быть использовано для регулирования и проверки блоков регулирования, управления и защиты систем электропитания в замкнутой схеме (с обратной связью)

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для электропитания, по меньшей мере, одной асинхронной машины на борту летательного аппарата

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для электроснабжения автономных объектов, требующих стабильную сеть переменного тока при переменной скорости вращения вала генератора. Технический результат - уменьшение отклонений частоты и снижение уровня высших гармоник выходного напряжения генератора. В способе управления автономным асинхронным генератором с вентильным преобразователем в цепи ротора частота напряжения ротора пропорциональна сумме частот вращения ротора и поля статора генератора, формируют сигналы задания мгновенных значений синусоидальных трехфазных напряжений обмотки ротора, смещенных относительно друг друга на угол 2π/3, определяют отклонение между заданными и измеренными сигналами фазных напряжений, сравнивают отклонение с пороговым уровнем, при превышении которого подают на управляющие входы соответствующих фаз вентильного преобразователя сигналы управления, коммутируют ключевые элементы вентильного преобразователя, снижая отклонения между заданными и измеренными сигналами фазных напряжений на выходе вентильного преобразователя до значения, меньшего порогового уровня. 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах производства электрической энергии с асинхронными вентильными генераторами, подключенными к сети постоянного напряжения, входящей в состав энергетических систем или комплексов. Технический результат заключается в регулировании возбуждения асинхронных вентильных генераторов независимо от величины напряжения на их выходе, что позволяет асинхронным вентильным генераторам работать параллельно на сеть постоянного напряжения. В способе регулирования возбуждения асинхронных вентильных генераторов скорость вращения вала асинхронной машины одного или нескольких генераторов может сильно отличаться от номинальной, например, при использовании в ветроэлектрических установках. Наибольший эффект достигается при подключении генераторов и потребителей к общей сети постоянного напряжения. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для регулирования частоты генератора при его включении в сеть

Наверх