Реле частоты

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) 02 Н 3/1 О, Н03 К 5/26 47/20,ОПИС ЗОБРЕТЕНИ к электрозовано ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБ ЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИ 1 МПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторскийи технологический институт релестроения(56) Авторское свидетельство СССРУ 1014085, кл. Н 02 Н 3/10,Н 01 Н 47/20, 1981.Релейная защита и пративоаварийная автоматика, Международная конференция по большим электрическим системам СИГРИД. М.: Энергия, 1974,с. 37-50, рис,4,(57) Изобретение относитсятехнике и может быть испольв устройствах автоматики энергетических систем. Реле частоты содержит входную шику 1, Формирователи2 н 10 импульсов генератор 3 нмпульсов эталонной частоты, счетчик 4импульсов, элементы ИЛИ 5-1 5-3,ключи 6-1,6-3 задания уставкичастоты срабатывания, ключи 7-17-3 задания уставки частоты возврата, триггеры 8 и 9, элементы И 11и 12, переключатель 13, элемент 14задержки, исполнительный орган 15,элемент НЕ 16. Обеспечени" возможности независимой регулировки уставок по частоте срабатывания и возврата в реямах понижения и;.овщпения частоты, а также возможносттсохранения включенного состоянияустройства при глубоких посадкахчастоты позволяют расширить функциональные возможности устройстваз.п. Ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах автоматики энергетических систем.Цель .изобретения - расширение5 Функциональных возможностей путем обеспечения возможности независимойрегулировки уставок по частотам срабатывания и возврата в режимах понижения и повышения частоты, а такжесохранение включенного состоянияустройства при глубоких посадкахчастоты,На Фиг,1 показана структурная 15электрическая схема устройства дляМ=З; на фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства,Устройство (Фиг.1) содержит входную шину 1, которая соединена с вхо Одом первого формирователя 2 импульсов, генератор 3 импульсов эталоннойчастоты, выход которого соединен сосчетным входом счетчика 4 импульсов,входы установки е первого по третий 25разрядов которого соединены с выходами соответственно элементов ИЛИ5-15-3, первые входы которых соединены с выходами соответственно ключей 6-16-3 задания уставки часто- ЗСты срабатывания, а вторые входыс выходами соответственно ключей7-17-3 задания уставки частоты. возврата, Прямой выход старшего разряда счетчика 4 соединен с Э-входомпервого триггера 8, В-вход которогосоединен с инверсным выходом второготриггера 9Прямой выход счетчика 4соединен с входом второго формирователя 10 импульсов, выход которогосоединен с первыми входами первогои второго элементов И 11 и 12, Прямой и инверсный выходы триггера 8соединены соответственно с размыкаю,щим и замыкающим контактами переключателя 13, переключающий контакт которого через элемент 14 задержки соединен с входами исполнительного органа 15 и элемента НЕ 16. Входы ключей 6-1 6-3 соединены с выходомэлемента И 11, второй вход которогосоединен с выходом элемента 14 задержки, Входы ключей 7-17-3 соединены с выходом элемента И 12, второй вход которого соединен с выходомэлемента НЕ 16. Первый выход формирова 1 еля 2 соединен с С-входом триггера 8, а второй выход - с входамисброса всех разрядов счетчика 4 и Б-входом триггера 9, С-вход которогосоединен с инверсным выходом старшего разряда счетчика 4,Устройство работает следующим образом,На вход счетчика 4 импульсов сгенератора 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 счастотой сети (фиг,2 а) на выходе .Формирователя 2 появляются импульсыконца периода (передний фронт импульса 1 1 фиг.2 б) и импульсы началапериода 1, (фиг2 в), разнесенныепо времени после переднего фронтаимпульса 11 на несколько микросе"(т 1кунд.На Фиг, 2 приведена временная диаграмма работы реле понижения частоты до срабатывания при частоте сетивыше устав ки срабатыванияс 7у с ти после срабатывания, когда частотасети ниже частоты уставки срабатывания т".,ст е На Фиг,2 г,д Пг 1 инапряжения на выходе последнего разряда счетчика 4 на инверсном и прямом выходе соответственно,В начале каждого периода импульсом Б,1 (Фиг.2 в) все разрядысчетчика 4 устанавливаются по прямому выходу в состояние "О", чем достигается синхронизация начала периода колебаний напряжения контролируемой сети с началом периода колебагний напряжения на выходе счетчика4, Конец периода колебаний напряжения на счетчике и конец периода напряжения контролируемой сети сравни"ваются на триггере 8 в момент появления импульса Б тт 1 (Фиг.2 б). 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 "Оф попрямому выходу, При разомкнутыхключах б и 7, когда сигнал с Формирователя 10 не проходит на входы установки разрядов счетчика 4 значе 1ние частоты напряжения на выходесчетчика 4 является минимальньи иопределяется частотой генер.атора 3и колич естн Ом ря з рядов сч етчик я 4, Для конкретно рязряботянного реле частота ня выходе счетчика 4 выбрана 45 Гц.Формирователь О выполнен таким образом что при переходе няояжения ка Выходе сиетчикя 4 с уровня "О" ня уровень "1" на его Выходе появляется короткий импульс, который поступает на первые входы элементов И 11 и 12, Именно в этОт момент н каждый период происходит переключение устанок срабять:няян-. или возврата н счетчике 4. 5При ч яс тот е т,-т н момент прихода ня С-вход триггера 8 переднего фронта импульса ", ;(Фиг,2 б) конца периода на В-входе триггера 8 присутствует снгнад ", " " -.т;,д:;,-; р -о выхода последнего разряда с.".эт; 4 и на инверсном выходе триггера 9 сохраняется сигнал "0" (Фиг 2 ж).Элемент 14 задержки при сигнале "0" на его входе не срабатывает и на вы ходе элемента 14 задерии (Фиг 2 и) сохраняется существовавший до этого сигнал "1". При этом исполнительный орган 15 (Фиг,2 н) не срабатывает, а через элемент И 11 (Фиг,2 к) и ключи 6 на первые входы элементов ИЛИ 5 кратковременно поступает заданная устанка срабатывания, которая в виде импульсон напряжения Ц (Фиг,2 м) поступает на входы установки части разрядов счетчика 4 и устанавливает на их прямых выходах сигнал "11, задавая, таким образом, частоту уставки срабатывания при появлении короткого импульса на выходе Фор мирователя 10 (Фиг,2 з), При этом частота импульсов на выходе счетчика 4 возрастает с Г мин до Гр. В режиме Гс Гст триггер 9 (Фиг,2 е) в момент прихода на его С-вход импуль 45 са 1(Фиг,2 г) не изменяет сигнал "0" на его инверсном выходе, так как в начале каждого периода импульсом 01,1 (Фиг.2 в) с формирователя 2 он устанавливается в состояние дОВ на его инверсном выходе, При поступлении сигнала "0" на В-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 перно дя одного импульса, поступающего всчетчик 4.чст ер" устГйчв(11- игэОткуда Определяется число импульсовня которое необходимо уменьшить емкость счетчика 4 включезкем соответствующих ключей 6,Прн пониАени 1 чатоты сет 1, ДО Ве.- личины, равной или меньшей уставки СрабатЬ:Вяиня РЕЛЕ ГС (уСт, ЕШЕ д: наступления конца периода последний разряд счетчика 4 переключается и 11 р 1 = О, а на его инверсном вь ходе Ц - сигнал 1. Поэтому в момент приходя переднего Фронта импульса У1на С-вход триггера 8 на его Р-входе присутствует сигнал 4(р) = 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 выходе 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 "0" на выходе элемента 14 задержки, срабатывании исполнительного органа 15 и к задании уставки по частоте возврата через элемент НЕ 1 о,элемент И 12 (Фиг,2 л) и ключи 7 В цепи задания уставки возврата. Это происходит н следующий период после срабатывания элемента 14, когда появляется короткий импульс уровня "1" на выходе Формирователя 10, при этом короткий импульс н цепь задания уставки частоты не поступает.В середине периода следуощего за срабатыванием элемента 1 4, емкость счетчика 4 уменьшается коротким импульсом, поступающим через замкнутые ключи 7. элементы ИЛИ 5 на входы установки части разрядов счетчика 4 у на числО нмпульсон и соот" ветствующее заданной устявке по частоте возвратаи, = .г ( ),мин (Ф 1 уст. без Теперь возврат произойдет только после повышения частоты до величины, равной или большей частоты возврата.При глубоких посадках частоты сети (до ЗО Гц по ГОСТ 19262-80) последний разряд счетчика 4 по прямому выходу успевает переключаться за период с уровня "О" на уровень "1" и снова на уровень "0" 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 т 1 1,фиг.2 б) с формирователя 2 на С-вход триггера 8 последний по инверсному выходу установится в состояние "О" л реле не сработает, хотя частота -тн намного ниже частоты срабатывания, Чтобы этого не происходило, в состав устройства введен триггер 9. 1 момент превь 1 шения длительностью:аркада частоты сети заданной уставив инверсном выходе последнего разряда счетчика 4 появляется сигнала на инверсном выходе триггера 9 - сигнал "1", который устанавливает по В-входу триггер 8 в состояние "О" по прямому выходу и в состояние 1" .- па инверсному выходу, В момент Прихода импульса 11 т 1 (фиг,2 б) с формирователя 2 на С-вход триггера 8 сигнад "1" с его Э-входа не переносится на прямой выход, так как в это время присутствует сигнал "1" на В- входе триггера 8. Только по окончании действия импульса И 11(фиг.26) триггер 9 па инверсному выходу переключается в сОстОяния О импульсом 111 (Фиг.2 в) 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 на инверсном выходе триггера 8 сигнала "1" в течение времени, превышающего задержку на срабатывание элемента 1 4 задержки, приводит к удерживанию реле в сработанном состоянии при глубоких посадках часто.;ы, условия минимальной длительности задержк:,.:. элемента 14 задержки выбираь тся равной 0,06 с с учетом запаздывания сигнала во входных цепяхДля 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 14задержки был равен "1". В данном режиме в конце периода частоты сети выходной сигнал последнего разрядасчетчика 4 на прямом выходе имеетуровень "1, поэтому триггер 9 в этом режиме не переключается но в момент25 прихода импульса 11 (т 1 (фиг.2 б) на С-вхад триггера 8 на его прямой выход с Б-входа переносится сигнал "1" н 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. ЗО 35 40 45 50 Формула изобретения1. Реле частоты, содержащее Первый формирователь импульсов вход которого соединен с входной шиной, генератор импульсов эталонной частоты, выход которого соединен со счетным входом И-разрядного еи времени срабатывания исполнительного органа 15, При этом обеспечивается время срабатывания реле частотыне более 0,1 с при скорости снижения частоты 2 Гц/с в соответствиис ГОСТ 19262-80. Этим обеспечивается отстройка от влияния помех на точность срабатывания,10счетчика импульсов, первый и второй элементы И, входы которых объединены, а также первый триггер, элемент задержки, второй Формирователь импульсов и исполнительный орган, о т л и ч а ю щ е е с я 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 НЕ, переключатель, группа из М ключей задания уставки частоты срабатывания, где МЯ, группа из М ключей задания уставки частоты возврата и группа из М элементов ИЛИ,причем выход -го элемента ИЛИ соединен с входом установки -го -азряда счетчика импульсов, где1,2 М, первый вход -го элемента ИЛИ - с выходом х-го ключа группы ключей задания уставки частоты срабатывания, а второй вход х-го элемента ИЛИ - с выходом з."го ключа группы задания уставки частоты возврата, причем входы ключей в группе ключей задания уставкичастоты срабатывания соединены с выходом первого элемента И, а в группе ключей задания уставки частоты возврата - с выходом второго элемента И, первыйвход которого через второй Формирователь импульсов подключен к прямому 5выходу старшего разряда счетчика импульсов и Э-входу первого триггера,а вторые входы первого и второгоэлементов И соответственно непосредственно и через элемент НЕ подключены к входу исполнительного органа ивыходу элемента задержки, вход которого соединен с переключающим контактом переключателя, замыкающий иразмыкающий контакты которого соединены соответственно инверснья и прямым выходами первого триггера, Свход которого соединен с первым вьходом первого формировйтеля импульсов, второй выход которого соединенс входами сброса всех разрядов счев .чика импульсов. 2. Реле по п.1, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью сохра нения включенного состояния устройства при глубоких посадках частоты, в него введен второй триггер, С-вход которого соединен с инверсным выходом старщего разряда счетчика импульщо сов, 8-вход-с вторым выхс:;ом первогоФормирователя импульсов, а инверсный выход - с В-входом первого триггера.%о 1720/52 Тираж 6 О 5 ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС133035, Иосква, Ж-Э 5, Рауаская иаб. д. 4/5 одствеиио-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гаг