Устройство частотного автоматического повторного включения потребителей

 

В.М. Носов, В.Ф. Сивокобыленко, В .М. Прийменко и А В .Левшой

1

4 t и "..

1;. и

Донецкий ордена Трудового Красног5 Знаиени5попитек вский институт (72) Авторы изобретения (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ЧАСТОТНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО

ВКЛЮЧЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам противоаварийиой автоматики энергосистем и ответственных потребителей, и предназначено для измерения частоты переменного тока.

По основному авт.св. Ф 748624 известно устройство частотного автоматического повторно"о включения потребителей (ЧАПВ), содержащее формирователь измерительных импульсов, пер- О вый вход которого через согласующий . трансформатор соединен с источником сигнала, а второй вход соединен с промежуточным выходом выходного каскада, один вход которого соединен c .. первым выходом формирователя измерительных импульсов, второй вход соединен с выходом блока управления выдержкой времени, а третий вход подключен к первому промежуточному выходу блока управления, один вход которого со-единен со вторым выходом формирователя измерительных импульсов, второй вход подключен ко входу эталонного генератора, а первый выход эталонного генератора соединен с третьим входом блока управления, причем выход блока управления соединен с первым Входом блока управления выдержкой времени, выходы формирователя измерительных импульсов соединены с входами логического элемента ИЛИ, выход которого подключен ко второму входу блока управления, и блок формирования приращений, состоящий из двух RS-триггеров, логического элемента И, сумматора по модулю два, входы которого подключены к выходам RS-триггеров, выход сумматора по модулю два подключен к первому входу логического элемента И, второй вход которого подключен ко второму выходу эталонного генератора, причем 5-входы RS-триггеров соединены со вторым промежуточным выходом блока управления, R- âõîä одйого из RS-триггеров соединен с третьим промежуточным выходом блока ун20

3 860!9 равления, R-вход второго RS-триггера соединен с первым выходом эталонного генератора, причем выход логического элемента И соединен со вторым входом блока управления выдержкой времени.

Однако устройство не позволяет обеспечить автоматическое включение потребителей с заданной селективностью по степени их ответственности.

Цель изобретения — обеспечение !О селективного автоматического включения потребителей по степени их ответственности..

Указанная цель достигается тем, 1 что в устройство дополнительно введены выходные цепочки, каждая из которых состоит из последовательно соединенных RS-триггера, инвертора и исполнительного элемента, причем R-входы Ы-триггеров каждой цепочки объединены и подсоединены ко второму промежуточному выходу. выходного каскада, а S-входы RS-триггеров каждой цепочки подсоединены к соответствующим выходам блока управления выдержкой времени.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит формирователь,1 измерительных импульсов (ФИИ), состо30 ящий из последовательно соединенных триггера Шмитта 2 и счетного тригге.ра 3; логический элемент ИЛИ 4; эталонный генератор (ЭГ) 5, состоящий из последовательно соединенных кварцованного генератора 6, счетчика 7 импульсов и дешифратора 8; блок 9 управления (БУ), состоящий из формировате лей коротких импульсов по переднему фронту 1О и заднему фронту 11, триггеров запрета 12 и управления 13, эле— 40 мента,И-НЕ 14; блок 15 управления вы" держкой времени (БУВВ), состоящий из счетчика 16 импульсов и дешифратора 17; блок 18 формирования приращения (БФП), состоящий из RS-триггеРов 19 и 20, сумматора 21 по модулю два, схемы И 22; выходной каскад (ВК) 23, выполненный на последовательно соединенных схеме 24 предотвращения ложных срабатываний при исчезно- 50 венин входного напряжения, элемента И .25, RS-триггера 26 исполнительного органа, инвертора 27 и исполнительного элемента 28; параллельные выходные цепочки селективного автоматического включения потребителей, каждая из которых состоит из последо.вательно соединенных элементов: RS4 4 триггера 29, инвертора 30 исполнительного элемента 3! и последней выходной цепочки, состоящей из элементов, аналогичных первой цепочке

RS-триггера 32, инвертора 33 и исполнительного элемента 34.

Контролируемое. напряжение на устройство подается через входной разделительный трансформатор 35, а: управляющее воздействие на включение осуществляется исполнительными элементами 28, 31, 34.

Устройство работает следующим образом. . При подаче на вход ФИИ 1 напряже" ния с частотой контролируемой сети. на выходе триггера Шмитта 2 формируются прямоугольные импульсы о длительности равные половине периода, а на выходе счетного триггера 3 — прямоугольные импульсы по длительности равные периоду напряжения контролируемой сети. Элемент ИЛИ 4 увеличивает длительность импульсов счетного триггера 3 на величину, равную длительности импульсов триггера Шмитта 2, исключая внесение погрешностив результат измерения.

В течение длительности импульса элемента ИЛИ 4 счетчик 7 импульсов

ЭГ 5 заполняется импульсами генератора 6, Уставка по частоте запуска устройства устанавливается в двоичном коде на дешифраторе 8, который соответствует определенному количеству эталонных импульсов, пришедших на счетчик 7 во время существования импульса элемента ИЛИ 4, разрешающего работу счетчика 7.

По переднему фронту импульса элемента ИЛИ 4 формирователь 10 устанавливает. в "1" : триггер запрета 12 БУ 9, разрешая прохождение импульсов . дешифратора 8 чере элемент И-НЕ 14; триггер 13 управления, который разрешает работу счетчика 16 БУВВ: 15:

Ф-триггеры 19 и 20 БФП 18.

При частоте. напряжения контролируемой сети ниже частоты запуска устройства импульсы дешифратора 8 появляются раньше, чем импульсы формирователя 11 БУ 9 по заднему фронту измерительных импульсов счетного -триггера 3. При этом импульсы дешифратора . устанавливают в 0 через элемент

И-НЕ 14 RS-триггер управления БУ 9, который сбрасывает в "0": счетчик !6 импульсов, RS-триггеры выходных п 94 динамике изменения частоты контролируемо." сети.

В течение существования импульса приращения сумматора 21 по модулю два импульсы генератора 6 через элемент

И 22 БФП 18 поступают на вход счетчика 16 БУВВ 15. Последний в данном режиме обеспечивает подсчет числа импульсов за каждый измерительный цикл, дозированный импульсом приращения сумматора 21 по модулю два с момента превышения текущего значения частоты запуска устройства.

Значение выдержек времени на срабатывание исполнительных элемен о 28, 31 и 34 выходных цепочек устанавливается.на дешийраторе 17 в двоичных кодах, каждый из которых соответствует определенному числу импульсов генератора 5, накопленных на последовательном счетчике 16 с момента достижения уставки запуска устройства и при дозированном поступлении указанных импульсов через БФП 18. Таким образом, имеем дискретный ряд возрастающих по величине заданнъ|х чисел импульсов счетчика 16, последовательное достижение которых контролируется дешифратором 17 с выдачей соответствующих импульсов включения на определенные

RS-триггерй 26, 29 и 32 в заданной .последовательности. Если указанная последовательность соответствует убываюшей степени ответственности потребителей, включаемых соответствующими выходными цепочками, получаем строго селективную последовательность включения вначале наиболее ответственных, а затем по убывающей степени ответственности потребителей. При этом, время достижения заданного числа иМпульсов на счетчике 16, т.е. формируемая выдержка времени изменяется в зависимости от величины превышения текущей частоты над уровнеч уставки запуска с учетом величины и знака скорости ее восстановления за счет дозировки поступления импульсов на БУВВ 15

При исчезновении входного контролируемого напряжения триггер Шмитта 2

ФИИ ) устанавливается в "0". Выходной сигнал триггера Шмитта через схему 24 предотвращения х.ожных срабатывании

ВК 23 обнуляет триггеры 26, 29 и 32 и препятствует ложному срабатыванию исполнительных органов 28, 3) и 34.

Одновременно сигнал с выхода триггера Шмитта 2 сбрасывает в "0" счетный

5 8601 почек 26, 29 и 3" через элемент И-НЕ )4 и элемент И 25, а также RS-триггер 20

БФП 18. Импульсы, сформированные

RS-триггерами )9 и 20 одновременно поступают на сумматор 21 по модулю два, выделяя при этом импульс длительностью, пропорциональной величине превышения текущего значения частоты над уровнем запуска устройства, который через схему И 22 разрешает прохожде- )0 ние импульсов генератора 5 на счетный вход счетчика 16 импульсов. Однако, опрокинутый опережающим имлульсоы дешифратора 8, триггер )3 управления

БУ. 9 эалрещает в этом случае заполне- 15 ние счетчика 16 импульсов .БУВВ 15.

Вследствие этого, иа выходе дешифратора 17 импульсы включения появиться не могут и триггеры исполнитель-. ных элементов 26, 29 и 32 останутся 2î в состоянии логического 0". По окончании импульса элемента ))))H 4 счетчик 7 ЭГ 5 сбрасывается в "0".. Таким ,образом, по окончании текущего измерительного импульса ФИИ ) схема устройства подготовлена к следующему измерительному циклу, т.е. поступлению следующего измерительного импульса счетного триггера.3.

При повышении частоты напряжения .контролируемой сети выще частоты запуска устройства импульсы формирователя 11 по заднему фронту измерительных импульсов счетного трнггера 13 55 появляются раньше., чем импульсы дешифратора 8 на величину, пропорциональную превышению текущего значения частоты над частотой запуска устройства. При этом до прихода импульсов 40 дешифратора 8 импульсами формирователя И устанавливаются в "О™:-триггер 12 запрета, запрещающий импульсам дешифратора 8 сбрасывать в "0", триг-. гер 13 управления БУ 9, триггеры ис- 45 полиительных органов 26, 29, 32 и

RS-триггер 19. Приходящие позже импульсы дешифратора 8 устанавливают в "О" RS-триггер 20. Импульсы RS-триггеров 19 и 20 одновременно поступают 50 на сумматор 21 по модулю два. На выходе последнего формируются импульсы приращения, длительность которых пропорциональна превышению текущего значения частоты над частотой запуска устройства, а динамика изменения длительности импульсов сумматора 21 по модулю два содержит информацию о

7 86019 триггер 3, который блокирует дальнейшую работу устройства.

Предлагаемое устройство позволяет. наиболее простым способом н минимальном числе дополнительно включаемых элементов получить необходимое число очередей ЧАЛВ, соответствующее числу введенных цепочек, исключить в каждой цепочке операции измерения частоты и формирования выдержки времени,Опе- 10 рации при введении необходимого числа выходных цепочек и соединении их указанным способом являются общими для всех выходных цепочек.

Это позволяет отказаться от введе" 15 ния целого ряда дополнительных измерительных блоков (ЭГ, БФП, БУВВ) и»"., вследствие этого, к исключению взаимного влияния на селективность включения потребителей погрешностей иэмере- 20 ния частоты и формирования выдержки

I времени. Этим достигается повышение точности и надежности работы устройства при любых заданных величинах ступеней селективности по частоте и вре" 25 мени между очередями устройства. Очередность срабатывания устройства исполнительных органов 28, 3! и 34 не нарушится даже в случае увеличения по какой-либо причине погрешности из- 30 мерения частоты эталонных генераторов.

Наиболее эффективно применение предлагаемого устройства в схемах ЧАПВ энергетических систем, получакщих значительную часть электрической энергии 3s извне по связям с энергообъединением и.имеющих в своем составе преимущест-1 венное число высококатегорийных потребителей электроэнергии. Нри этом эффективно сокращается перерыв питания потребителей, отключенных действием автоматической частотной разгрузки H обеспечивается гарантированная последовательность их включения, поскольку время на включение каждого потребителя формируется в зависимости от динамики Эосстановления частоты, а селективность работы обеспечивается соединением выходных цепочек предлагаемым способом.

Таким образом. получаем самонастраивающуюся структуру ЧАПВ, обеспечива" ющую включение потребителей в заданной последовательности по степени их ответственности, что способствует повьппению надежности работы энергосистемы и ответственных потребителей при ликвидации аварийных режимов, связанных с возникновением дефицитов активной мощности.

Формула изобретения

Устройство частотного автоматического повторного включения потребителей по авт.cs. В 748624, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения селективнаго автоматического включения потребителей по степени их ответственности, дополнительно введены выходные цепочки, каждая из которых состоит из последовательно соединенных RS-триггера, инвертора и исполнительного элемента, причем Й-входы К5-триггеров каждой цепочки объединены и подсоединены ко второму промежуточному выходу выходного кас" када à S-входы RS-триггеров каждой цепочки подсоединены к соответствующим выходам блока управления выдержкой времени.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1; Авторское свидетельство СССР

У 748624, кл. Н 02 Н 3/06, 19.05.78.

860 l 94

Составитель В., Иехаев .

Редактор В. Матюхина Темвщ 3 Фанта Корректор Г Ре@етннк

Заказ 7565/32 . Тираж 675 Подписное

ВНИИПИ Государственного коиитета СССР

- по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-.35 Радшская наб. д. 4/5

Филиал ПНП Патент, г. УЖгород, ул. Проектная, 4