Реле частоты

(19) (11) З(51) Н 01 Н 47 20 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ1(56) 1. Авторское свидетельство СССР Нф 817185, кл, Н 01 И 47/20, 1978.2. Розенблюм ф, М. Измерительные органы противоаварийной автоматики энергосистем. М., Энергоиздат, 1981, с. 72, рис. 37. (54)(57) РЕЛЕ ЧАСТОТЫ, содержащее формирователь прямоугольных импульсов измеряемой частоты, генератор опорной частоты, клю. чевой элемент, четырехдекапный двоичный счетчик и исполнительный орган, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упроще. ния конструкции устройства и облегчения процесса настройки, в него дополнительно введе. ны четыре двоично.десятичных дешифратора, входы которых соединены с выходами декадчетырехдекадного двоичного счетчика, четыре переключателя, каждый из которых имеет замыкатели уставки и замыкатели глубокого понижения частоты, семь усилителей-инверто. ров, пять элементов И, семь резисторов и элемент ИЛИ, причем входы ключевого элемен та соединены с выходами формирователя прямоугольных импульсов измеряемой частоты и генератора опорной частоты, а его выход - со входом четырехдекадного двоичного счетчика, выходы каждого из дешифраторов соединены с ламелями своего переключателя, замыкатель уставки переключателя первого дешифратора соединен со входом первого усилителя - инвертора и через первый резисторе источником питания, замыкатель глубокого понижения частоты переключателя первого дешифратора соединен со входом второго уси. лителя-инвертора и через второй резистор -с источником питания, замыкатель уставкипереключателя второго дешифратора соединенсо входом третьего усилителя.инвертора и че.рез третий резистор - с источником питания,замыкатель глубокого понижения частотыпереключателя второго дешифратора соединенс 1 з входами четвертого усилителя-инвертора ичерез четвертый резистор - с источникомпитания, замыкатель уставки переключателятретьего дешифратора соединен со входомпятого усилителя-инвертора и через пятыйрезистор - с источником питания, замыкательглубокого понижения частоты третьего дешифратора соединен со входом шестого усилите:ля-инвертора и через шестои резистор - с ис.точником питания, замыкатель глубокого по.нижения частоты переключателя четвертого дешифратора соединен со входом седьмого усилителя.инвертора и через седьмой реэистор -с источником питания, выход первого усилителя.инвертора соединен с первыми входамипервого и второго элементов И, выходытретьего и чергвертого усилителей-инверторовсоединен соответственно со вторыми входамипервого и второго элементов И, выход первогоэлемента И соединен с первыми входамитретьего и четвертого элементов И, вторыевходы которого соединены соответственно свыходами пятого и шестого усилителей-инвер.торов, входы пятого элемента И соединеныс выходами третьего элемента И и седьмогоусилителя.инвертора, первый, второй, третий ичетвертый входы элемента ИЛИ соединенысоответственно с выходами второго усилителяинвертора, второго, четвертого и пятого элементов И, а выход элемента ИЛИ соединенсо входом исполнительного органа, 1105954Изобретение относится к электротехнике, аименно, к частоточувствительным устройствампротивоаварийной автоматики энергосистем ипредназначено для управления режимом работыэнергосистем при возникновении аварийныхдефицитов мощности.Известно реле частоты, используемое впротивоаварийной автоматике: нергосистем 111.Недостатком реле являютсь сложностьустройства и его настройки. 10Наиболее близким к изобретению по тех.ническон сущности и достигаемому эффектуявляется цифровое реле частоты, содержащееформирователь импульсов, кварцевый генера.тор опорной частоты, двоичные декадные 15счетчики, десятичные декодирующие переключа.тели, логическую схему и исполнительныйорган 21.Недостатки реле - необходимость пере 20 счета частоты, задаваемой в герцах, в длитель. ность периода, измеряемого в единицах време. ни; сложность настройки, так как уставка за. дается набором двоичного кода контактного поля декодирующих десятичных переключателей,егепени регулировки составляют 0,03 Гц)а требуется 0,01 Гц.Целью изобретения является упрощение устройства и облегчение процесса настройки,Поставленная цель достигается тем, что в реле частоты, содержащее формирователь прямоугольных импульсов измеряемой частоты, генератор опорной частоты, ключевой элемент, четырехдекадный двоичный счетчик и исполни. тельный" орган, дополнительно введены четыре двоично-десятичных дешифратора, входы кото рых соединены с выходами декад четырехдекадного двоичного счетчика, четыре переключателя, каждый из которых имеет замыкатели установки и замыкатели глубокого понижения частоты, семь усилителей-инверторов, пять элементов И, семь резисторов и элемент ИЛИ, причем входы ключевого элемента соединены с выходами формирователя прямоугольных импульсов измеряемой частоты и генератора опорной частоты, а его выход - со входом 45 четырехдекадного двоичного счетчика, выходы каждого из дешифраторов соединены с ламелями своего переключателя, замыкатель устав. ки переключателя первого дешифратора соединен со входом первого усилителя-инвертора 50 и через первый резистор - с источником питания, замыкатель глубокого понижения частоты переключателя первого дешифратора соединен со входом второго усилителя-инвер. тора и через второй резистор - с источником 55 пМтаннп. замыкатель усгавки переключателя второго цсищфрзора соединен со входом трспьего уснпнтепя илвертора и через третий резистор - с источником питания, замыкательглубокого понижения частоты переключателя ввторого дешифратора соединен. со входомчетвертого усилителя.инвертора и через четвер..тый резистор - с источником питания, замы.катель уставки переключателя третьего дешифратора соединен со входом пятого усилителя.инвертора и через пятый резистор - с ис.точником питания, замыкатель глубокогопонижения частоты третьего дешифратора соединен со входом шестого усилителя-инвертораи через шестой резистор - с источникомпитания, замыкатель глубокого понижениячастоты переключателя четвертого дешифраторасоединен со входом седьмого усилителя инвертора и через седьмсй резистор - с источни.ком питания, выход первого усилителя-инверторасоединен с первыми входами первого и второ.го элементов И, выходы третьего и четвер.того усилителей-инверторов соединены соот.ветственно со вторыми входами первого ивторого элементов И, выход первого элемента И соединен с первыми входами третьего и%четвертого элементов И, вторые входы которого соедннены соответственно с выходамипятого и шестого усилителей-ннверторов, входыпятого элемента И соединены с выходамитретьего элемента И и седьмого усилителя-ин.вертора, первый, второй, третий и чертвертыйвходы элемента ИЛИ соединен соответственнос выходами второго усилителя-инвертора, второго, четвертого и пятого элементов И, авыход элемента ИЛИ соединен со входомисполнительного органа,На чертеже приведена функциональнаясхема реле частоты.Реле частоты содержит формировательимпульсов измеряемой частоты 1, генераторопорной частоты 2, выходы которых соедине.ны со входами ключевого элемента 3, Выходключевого элемента соединен со входом четы.рехдекадного двоичного счетчика 4, выходыкоторого соединены со входами двоично-де.сятичных дешифраторов 5.8. Выходы дешифратора 5 соответствуют значениям частоты О,10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 Гц (распо.ложены на чертеже снизу вверх) и подключены к ламелям переключателя 9, Переключатель 9 содержит замыкатель уставки 1 О изамыкатель глубокого понижения частоты 11,которые перемещаются по ламелям, замыкаяих. Выходы дешифратора 6 соответствуют значениям частоты О, 1,2,3,4,5,6,7,8,9 Гц (расположены на чертеже снизу вверх) и подключены к ламепям переключателя 12. Пере. ключатепь 12 содержит замыкатель уставки 13 и замыкатель глубокого понижения частоты1105954 4из четырех дешифраторов 5-8 открывается вы.ход, соответствующий цифровому значениюизмеряемой частоты в каждой декаде. Выходыдешифраторов 5-8, соответствующие значениямцифр О, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 на чертежерасположены снизу вверх,Для задания уставки частоты замыкатели уставки 10, 13 и 16 переключателей 9,12 и 15 устанавливаются на нужные ламелипереключателей, соединенные с выходами де.шифраторов 5.7, а замыкатель глубокогопонижения частоты 19 переключателя 18 - наламели переключателя, соединенные с выходами дешифратора 8,При понижении измеряемой частоты довеличины уставки срабатывание устройстваосуществляется следующим образом.В разряде десятков герц ток от источникапитания проходит через резистор 20, замыкатель уставки 10 и открытый выход дешифратора 5. Сигнал падения напряжения при прохождении тока поступает на вход усилителяннвертора 27, с выхода которого сигналлогической единицы поступает на один из входов схемы И 34.В разряде единиц герц ток от источникапитания проходит через резистор 21, эамыка.тель уставки 13 и открытый выход дешифратора 6, Сигнал падения напряжения прн про.хождении тока поступает на вход усилителяинвертора 28, с выхода которого сигнал ло.гической единицы поступает на второй входсхемы И 34, и с выхода ее сигнал логичес.кой единицы поступает на один из входовсхемы И 35,В разряде десятых долей герц ток от ис.точника питания проходит через резистор 22,замыкатель уставки 16 и открытый выходдешифратора 7. Сигнал падения напряженияпри прохождении тока поступает на входуснлителя-инвертора 29, с выхода последнегосигнал логической единицы поступает на второйвход схемы И 35, с выхода которой сигналлогической единицы поступает на один из входов схемы И 38. 14, которые перемещаются по ламелям, за. мыкая их.Выходы децифратора 7 соответствуют значениям чвстоты О,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 Гц (расположены на чертеже снизу 5 вверх) и подключены к ламелям переключателя 15, Переключатель 15 имеет замыкатель уставки 16 и замыкатель глубокого понижения частоты 17, которые перемещаются по ламелям. замыкая их. ОВыходы дешифратора 8 соответствуют значениям частоты 0,01, 0,02, 0,03, 0,04, 0,05, 0,06, 0,07, 0,08, 0,09 Гц (расположены на чертеже снизу вверх) н подключены к ламе. лям переключателя 18. Переключатель 18 5 имеет замыкатель глубокого понижения частоты 19, который перемещается по ламелям, замыкая их.Замыкателн уставки 10, 13 и 16 соединены соответственно с резисторами 20, 21 и 22. 2 о Замыкатели глубокого понижения частоты 11, 14, 17 и 19 соединены соответственно с резисторами 23, 24, 25 и 26. Резисторы 20-26 подсоединены к источнику питания. Замы кателн уставки 10, 13, 16 и замыкатели 25 глубокого понижения частоты 11, 14, 17 и 19 соединены также соответственно со входами усилителей-инверторов 27-33. Выходы усилителей-инверторов 27 и 28 соединены со входами схемы И 34, выход схемы И 34 и выход усилителя.инвертора 29 соединен со входами схемы И 35. Выход усилителяинвертора 31, а также выход усилителя инвертора 27 соединены с выходами схемы И 36, Выход усилителя инвертора 32, а также выход схемы И 34 соединены со входами схемы И 37. Выход усилителя-инвертора 33 и выход схемы И 35 соединены с входами схемы И 38, Выходы усилителя-инвертора 30, выходы схем И 36, 37 и 38 соединены со4 О входами схемы ИЛИ 39. Выход схемы ИЛИ 39 соединен со входом исполнительно. го органа 40. 55 Устройство работает следующим образом.Напряжение измеряемой частоты поступает на формирователь прямоугольных импульсов измеряемой частоты 1 и с выхода его поступают на один из Ьходов ключевого элемента 3, На второй вход ключевого элемента 3 поступает сигнал с выхода генератора опорной частоты 2. С выхода ключевого элемента 3 импульсы счета периодически подаются на четырехдекадный двоичный счетчик 4. С выходов четырехдекадного двоичного счетчика 4 результат счета в двоичном коде подается на входы двоично-десятичных дешифраторов 5.8. Дешифраторы представляют результат счета в десятичном коде, т.е. у каждого В разряде сотых долей герц ток от источника питания проходит через резистор 26, замыкатель глубокого понижения частоты 19, открытый выход дешифратора 8. Сигнал паде ния напряжения при прохождении тока поступает на вход усилителя-инвертора 33, с вы хода которого сигнал логической единицыпоступает на второй вход схемы И 38. С выхода схемы И 38 сигнал логической единицы поступает на один нз входов схемы ИЛИ 39, и с выхода этой схемы сигналлогической единицы поступает на вход испол.нительного органа 40. Устройство срабатывает, 1105954При понижении измеряемой частоты на величину ниже уставки срабатывание устрой.ства осуществляется следующим образом,При понижении измеряемой частоты на величину ниже уставки на десятки герц ток 5 от источника питания проходит через резистор 23, замыкатель глубокого понижения частоты 11 и один из открытых выходов дещифрато.ра 5. Сигнал падения напряжения при прохож. денни тока поступает на вход усилителя-инвер.10 тора 30, а с выхода его сигнал логической единицы поступает на один из входов схемы ИЛИ 39. С выхода этой схемы сигнал логи.ческой единицы поступает на вход исполнитель ного органа 40, Устройство срабатывает.15При понижении измеряемой частоты на ве. личину ниже уставки на единицы герц ток от источника питания проходит через резистор 24, замыкатель глубокого понижения частоты 14, и один из открытых выходов дешифра тора 6. Сигнал падения напряжения при про.хождении тока поступает на вход усилителя. инвертора 31, с выхода его слгнал логической единицы поступает на одни из входов схемы И 36. На второй вход схемы И 36 подается сигнал логической единицы с выхода усилителяинвертора 27 при условии, что в разряде десятков герц частота находится в пределах ус.танки. С выхода схемы И 36 сигнал логичес.кой единицы поступает на один из входов ЗО схемы ИЛИ 39. С выхода этой схемы сигнал логической единицы поступает на вход исполни тельного органа 40, Устройство срабатывает.Г 1 ри понижении измеряемой частоты на величину ниже уставки на десятые доли герц ток от источника питания проходит через резистор 25, замыкатель глубокого понижения частоты 7 и один иэ открытых выходов дешифратора 7. Сигнал падения напряжения при прохождении тока поступает на вход усилителя инвертора 32, с выхода его сигнал логнческон единицы поступает на один из входов схемы И 37. На второй вход схемы И 37 подается сигнал логической единицы с выхода схемы .И 34 при условии, что в разрядах десятков и единиц герц частота находится в пределах уставки; С выхода схемы И 37 сигнал логичес кой единицы поступает на один нз входов схемы ИЛИ 39, С выхода этой схемы сигнал логической единицы поступает на вход исполнительного органа 40. Устройство срабатывает.При понижении измеряемой частоты на величину ниже уставкн на сотые доли герц ток от источника питания проходит через резистор 26, замыкатель глубокого понижения частоты 19 и один из открытых выходов дешифратора 8. Сигнал падения напряжения прн прохож. денни тока поступает на вход усилителя инвертора 33, с выхода его сигнал логической единицы поступает на один иэ входов схемы И 38. На второй вход этой схемы подается сигнал логической единицы с выхода, схемы И 35 при условии, что в разрядах десятков, единиц, десятых долей герц частота нахо. дится в пределах уставки, С выхода схемы И 38 сигнал логической единицы поступает на один иэ входов схемы ИЛИ 39. С выхода этой схемы сигнал логической единицы поступает на вход исполнительного органа 40. Устройство срабатывает.Таким образом, для срабатывания устройст ва необходимо, чтобы имелись разрешающие сигналы высших декад по отношению к низПредлагаемое устройство, выполненное с применением двончно-десятичных дешифрато. ров имеет более простую схему логики и позволяет сократить время на настройку.1 05954 аказ 5607/42 одписно ВНИ о комитета и открытий 035,кая наб.,Ужгород, у Патент Проектная, 4 лнал Редактор Т, Парфенова Составитель Е. ПантелькТехред Т.Маточка Тираж И Государственно елам изобретений Москва, Ж.35, Рау орректор А. Фоври