Реле частоты

(п)94 3904 ОП ИСАЙИ ЕИЗОВРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфез СфветскикСоциалистическиаРеслубликс(5)М. Кл,(22) Заявлено 17. 03. 80 (21) 2893073/24-07 с присоединением заявки РЙ(23) Приоритет Н 01 Н 47/20 61 суаарстаепе 11 кфмятет СССР дю двлаи изобретения и открытий(53) УДК 621 316.925(088.8) Дата опубликования описания 1,07,82(71) Заявитель Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт(54) РЕЛЕ ЧАСТОТЫ Изобретение относится к электротехнике и предназначено для управления режимом работы энергОсистемы при возникновении аварийных дефицитов мощности.По основному авт. св. Ю 888241 известно реле частоты, содержащее Формирователь измерительных импульсов, блок контроля частоты, блок управления, орган выдержки времени, 1 о орган Формирования приращения, выходной блок селективного отключения потребителей по интегральным частотно"временным характеристикам очередей, зависимым от величины текущих отклонений частоты от заданного уровня запуска устройства1,Однако Функциональные воэможности известного устройства не позволяют с достаточной эффективностью кор ректировать интегральные частотно- временные характеристики очередей в зависимости от фазы развития каскадного аварийного режима, т,е. не позволяют достаточно эффективно изменять обьем отключаемой нагрузки в зависимости от знака аварийного изменения частоты снижения, зависания на пониженном уровне или восстановления частоты,Целью изобретения является повышение эффективности функционирования путем автоматической перестройкипо знаку производной частоты.Указанная цель достигается тем,что в реле частоты введен орган оценки приращений, первый вход которогосоединен с первым выходом органа.формирования приращения, второйвход - со вторым выходом органа формирования приращений третий вход соединен с первым выходом блока управления, четвертый вход - с первым выходом формирователя измерительных импульсов, а выход органа оценки приращений соединен со вторым входоморгана выдержки времени, 3 94На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства;на фиг. 2 - время-импульсные диаграммы работы устройства при частотеконтролируемой сети Гс выше частотызапуска Г устройства; на фиг. 3то же, прй частоте ГГ.Устройство содержит разделительный трансформатор 1, формировательизмерительных импульсов (ФИИ) 2,,блок контроля частоты (БКЧ) 3,предназначенный для измерения длительности периода измерительного импульса,блок управления (БУ) 4, орган выдержки времени (ОВВ) 5, выходнойблок (ВБ) 6, состоящий из выходныхцепочек селективного отключения потребителей, орган формирования приращений (ОФП) 7, состоящий из последовательно соединенных инверсногоР 5-триггера 8 и элемента И 9, органоценки приращения (ООП) 10, состоящий из последовательно соединенныхсчетного триггера 11, счетчика импульсов 12, схемы сравнения 13 ипоследовательно соединенных формиро.вателя 14 коротких импульсов сосхемой 2 И на входе, линии задержки15 и счетчика импульсов 16, а такжетриггеров фиксации результата сравнения 17, 18 и 19, делителей 20,21 с заданными коэффициентами деле ния, схемы И-ИЛИ 22 и Р-триггера23, который разрешает работу тригге;рам фиксации результата сравнения17, 18, 19Устройство работает следующим образом,При подаче на первый вход ФИИ 2через разделительный. трансформатор1 напряжения с частотой контролируемой сети на первом выходе ФИИ 2 формируются прямоугольные измерительныеимпульсы 02, (Фиг. 2), длитель,ностью равные периоду и следующиечерез период напряжения контролируе,мой частоты. Измерительные импульсыО 2,1 разрешают работу БКЧ 3 и БУ 4.При частоте Г контролируемойсети выше частоты запуска реле частоты (фиг. 2) отсутствие импульсовО,достижения заданной частоты Гзапуска на первом выходе БКЧ 3 блокирует работу БУ 4 и ОФП 7. В своюочередь, первый выход БУ 4 блокирует работу ОВВ 5 и ООП 10 путем установки в "0". счетного триггера 11 иР-триггера 23, который устанавливает в "0" триггеры 17, 18, 19, кро 3904 4ме того, третий выход БУ 4 блокируетработу ВБ 6.С момента снижения частоты Гсконтролируемой сети ниже частоты Гзапуска начинается циклическое формирование интегральных частотно-временных характеристик на отключениенагрузки ВБ 6 с учетом знака производной изменения частоты . В данном 1 О случае на первом выходе БКЧ 3 периодически появляются импульсы Одостижения частоты запуска, которыепоступают на первый вход БУ 4 и уста навливают в Р-триггер 8 ОФП 71 з При этом на время существования аварийного режима Г ( Г на первом выходе БУ 4 устанавливается " 1", котораяразрешает работу ОВВ 5 и ООП 10, Позаднему фронту измерительного импульс са О ФИИ 2 импульсы О, со второговыхода БУ 4 перебрасывают в "0"Р-триггер 8 ОФП 7 Таким образом,в конце каждого измерительного импульса О на выходе ОФП 7 формируют 2 з ся импульсы приращения О,длительностью пропорциональные отклонениютекущего значения частоты от заданного уровня запуска, которые устанавли.вают в Ч" триггер 23, разрешающийработу триггерам 7, 18, 19.В течение длительности импульсаприращения ОВ эталонные импульсы совторого выхода БКЧ 3 поступают черезсхему И 9 ОФП 7 на входы счетчиковимпульсов 12 и 16. Логическая "1" 35инверсного выхода счетного триггера11 ООП 10 разрешает счетчику импульсов 16 накопление эталонных импульсов БКЧ 3, По заднему фронту имевпульса О приращения счетный триггер 11 перебрасывается в единичноесостояние, чем запрещает прием эталонных импульсов на счетчик 16 и разрешает прием эталонных импульсов насчетчик 12. По приходу следующего 45импульса ОВ приращения счетный триггер 11 перебрасывается в противоположное - нулевое состояние, Приэтом "1" с инверсного выхода разрешает прием эталонных импульсов счетчику 16 и одновременно поступает наодин из. входов формирователя 14 коротких импульсов ООП 10, Когда навтором входе формирователя 14 появляется измерительный импульс О 2 ФИИ 2,по переднему фронту последнего навыходе формирователя 14 появляетсякороткий импульс О, Последний поступает на вход линии задержки 15 и5 939разрешает триггерам 17, 18 и 19 прием информации с выходов схемы сравнения 13, которая сравнивает содержимое счетчиков 12 и 16. Через время, определяемое линией задержки515, на выходе последней появляетсяимпульс О, который обнуляет счетчики 12 и 16, подготавливая их кследующему измерительному циклу определения знака производной измене ония частоты путем оценки текущего импульса приращения О.В конце цикла оценки приращенияпроисходит сравнение содержимогосчетчиков 12 и 16 ООП 10. Когда час- лтота снижается с некоторой скоростью,каждый последующий импульс О О приращения становится длиннее (Фиг. За),Апоскольку в течение предыдущего импульса Ор приращения заполняется 2 всчетчик 16, а в течение последующего - счетчик 12, содержимое счетчика 12 больше содержимого счетчика 16Поэтому на первом выходе схемы сравнения 13 появляется импульс О 1 25 фиксирующий данную ситуацию и устанавливающий триггер 17 в "1", приэтом триггеры 18 и 19 остаются в"0". Выход триггера 17 поступаетна первый вход первой схемы И элемента И-ИЛИ 22. На второй вход данной схемы И поступают эталонные им 1 пульсы с выхода элемента И 9 ОФП 7,Импульсы О с заданной частотой сле, дования эталонных импульсов поступают на второй вход ОВВ 5. Данная наибольшая интенсивность циклического заполнения накапливающего счетчика ОВВ 5 сохраняется до момента исчезновения факта снижения частоты, т,е, исчезновения "1" на выходе триггера 17. Таким образом, достижение заданных чисел импульсов счетчика импульсов ОВВ 5 на последовательное отключение очередей нагрузки производится с максимальной интенсивностью с сохранением зависимости формируемых временных интервалов на отключение нагрузки от величины текущих отклонений частоты от заданного уровня запуска путем дозировки цикли ческих пачек эталонных импульсов длительностью импульса О.При ликвидации наиболее опасного аварийного режима снижения частоты55 в контролируемой энергосистеме и за висании ее на определенном пониженном ниже частоты 1 запуска реле частоты каждый последующий импульс 0 6Ор приращения равен предыдущему. В этом случае на втором выходе схемы сравнения 13 ООП 10 (Фиг, Зб) появляется импульс О, , устанавливающий в "1" триггер 18, при этом триггеры 17, 19 устанавливаются в "0", выхода триггера 18 импульс поступает на первый вход второй схемы И элемента И-ИЛИ 22, на второй вход которой подаются через делитель 20 эталонные импульсы с выхода элемента И 9 ОФП 7. С целью самонастройки интегрирующей АЧР путем изменения ин тенсивности накопления счетчика импульсов ОВВ 5 уменьшают частоту следования эталонных импульсов, например в два раза, заданием коэффициента деления делителя 20. В этом случае импульсы О с частотой следования, уменьшенной в два раза по сравнению с режимом снижения частоты, поступают на второй вход ОВВ 5.Уменьшение частоты следования эталонных импульсов, поступающих на циклическое заполнение счетчика импульсов ОВВ 5, при сохранении зависимости числа циклической дозы поступления от уровня зависания часто ты, путем дозировки эталонных импульсов, следующих с измененной частотой следования, поступающих с длительностью текущего импульса ОВ , позволяет скорректировать (в данном случае уменьшить в два раза) интенсивность формирования интегральных частотно-временных характеристик на последовательное отключение очередей нагрузки в режиме зависания контролируемой частоты.При восстановлении контролируемой частоты в дефицитной энергосистеме (фиг. Зв) каждый последующий импульс О приращения становится меньше предыдущего. Следовательно, содержимое счетчика 16 в данном случае больше содержимого счетчика 12 и на третьем выходе схемы сравнения 13 появляется импульс О . Последний устанавливает в "1" триггер 19, при этом триггеры 17, 18 устанавливаются в "0". Единичный выход триггера 19 поступает на первый вход третьей схемы И элемента И-ИЛИ 22 чем разрешает прохождение эталонных импульсов элемента И 9 через делитель 1 и элемент И-ИЛИ 22 на второй вход накапливающего счетчика импульсов ОБВ 5. Делитель 21 уменьшает частоту следования эталонных импульсов с выхода эле943904 Формула изобретения мента И 9, С целью самонастройки действия интегрирующей АЧР путем изменения интенсивности накопления счетчика импульсов ОВВ 5 в режиме восста.новления контролируемой частотыуменьшают частоту следования эталонных импульсов, например в четыре раза, заданием коэффициента деленияделителя 21. В этом случае импульсыЦ 2 поступают на ОВВ 5 с частотойследования, уменьшенной в четыре раза по сравнению с режимом снижениячастоты и, следовательно, уменьшенной в два раза по сравнению с режимом зависания частоты на пониженномуровне, Это приводит к дополнительному снижению интенсивности формирования интегральных частотно-временных характеристик на последовательное.отключение очередной нагрузки врежиме восстановления частоты в конт.ролируемой дефицитной энергосистеме,При восстановлении контролируемойчастоты выше уровня Г запуска устройства на первом выходе БКЧ 3 исчезают импульсы Ц достижения частоты запуска. При этом логический"0" на первом выходе БУ 4 блокируетработу ОВВ 5 и ООП 10 путем установления в "0" триггеров 11, 17, 18,19. Кроме того, импульсы О на втором выходе БУ 4 устанавливают в "0"триггер 8 формирования приращенияОФП 7, который блокирует элемент И 9,а импульсы О с третьего выходаБУ 4 блокируют работу ВБ 6, Такимобразом, устройство возвращается висходное состояние (фиг. 2),Введение органа оценки приращения позволяет эффективно, в зависимости от характераразвития аварийного режима, корректировать степеньинтенсивности формирования интегральных частотно-временных характеристик на последовательное селективное отключение очередей нагрузки.Особенно эффективно действие устоойства в условиях каскадных аварийныхрежимов, сопровождающихся неоднократ. ным чередованием фаз снижения, зависания или восстановления частоты вдефицитной энергосистеме, посколькувремя на отключение определенногообъема нагрузки формируется с учетоминтегрального значения текущих отклонений частоты от заданного уровнязапуска устройства при дополнительной коррекции характеристик по теку щему знаку производной изменениячастоты. Это способствует наиболеекачественной ликвидации аварийногорежима энергосистемы за счет наиболееполного соответствия текущего дефицита мощности отключаемого объема нагрузки с,соответствующими временными интервалами, корректируемыми позакону производной изменения частоты и, вследствие этого, эффективногосокращения времени существованияаварийного режима работы энергосистемы с пониженной частотой и предупреждения снижения частоты до недопустимого низкого уровня.25 Реле частоты по авт. св. 1 г 888241,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности функционирования путем автоматической перестройки по знаку производной частоты, в него введен орган оценки приращения, первый вход которого соединен с первым выходом органа формирования приращения, второй вход - со вторым выходом органа Формирования приращения, третий вход соединен с первым выходом блока управления, цет.вертый вход - .с первым выходом формирователя измерительных импульсов, а выход органа оценки приращения соединен со вторым входом органа выдержки времени. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР йф 888241, кл. Н 01 Н 83/00, 1979.