Способ замера промышленной частоты и устройство для его реализации Советский патент 1984 года по МПК H01H47/20 

а

Вых. со

со

2. Устройство для замера промышленной частоты, содержащее индикатор положительного перехода через нуль, счетчик, компаратор, имеющий дополнительный вход сигнала уставки, генератор тактовых импульсов и выходной орган, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно дополнительно снабжено индикатором отрицательного перехода через нуль, логическим элементом ИЛИ, дополнительным счетчиком, элементом памяти, дополнительным компаратором и логическим элементом И, причем входы обоих индикаторов перехода через нуль соединены параллельно, выход, индикатора положительного перехода через нуль подсоединен к управляющему входу счетчика и к одному входу логического элемента ИЛИ, а выход индикатора отрицательного перехода через нуль подсоединен к второму входу логического элемента ИЛИ, выход логического элемента ИЛИ подсоединен к управляющему входу дополнительного счетчика, выход генератора тактовых импульсов подсоединен к

входам счетчика и дополнительного счетчика, выход счетчика через компаратор соединен с одним входом логического элемента И, а выход дополнительного счетчика соединен с первым входом дополнительного компаратора и с элементом памяти, выход которого подсоединен к второму входу дополнительного компаратора, выход которого подключен к второму входу логического элемента И, выход логического элемента И соединен с выходным органом, третий вход дополнительного компаратора является входом сигнала уставки блокировки, причем дополнительный компаратор содержит импульсный сумматор и второй компаратор, входы импульсного сумматора являются первым и вторым входами дополнительного компаратора, выход импульсного сумматора соединен с входом второго компаратора, другой вход которого является третьим входом дополнительного компаратора, а выход второго компаратора является выходом дополнительного компаратора.

1. Способ замера промышленной частоты путем преобразования каждого положительного перехода через нуль напряжения измеряемой частоты в управляюнсие импульсы, счета количества тактовых импульсов между двумя управляющими импульсами, сравнения этого количества со значением. уставки и в случае превышения значения уставки формирования выходного сигнала, отличающийся тем, что, с целью повы1исния точности путем отстройки от возмущения входного сигнала и повышения быстродействия, дополнительно преобразуют отрицательный переход через нуль в управляющие сигналы, полсч1ггьшают количество тактовых импульсов между управляющими импульсами положительного и отрицательно го перехода через нуль и количество тактовых импульсов между управляющими импульсами отрицательного и следую цего за с S ним положительного перехода через нуль, сравнивают подсчитанные значения между (Л собой и в случае превыгпения разности подсчитаннр ьх значений над допустимой погрешностью блокируют формирование выходного сигнала, в противном случае разрешают формирование выходного сигнала.

Изобретение относится к противоаварийной автоматике энергосистем и может быть использовано, например в качестве измерительного органа частоты устройств автоматической частотной разгрузки. Известны способы замера промыщленной частоты, на основе которых построены реле частоты и измерительные органы устройств автоматической частотной разгрузки 1 и 2. Наиболее близким к предлагаемому является реле частоты, реализующее способ, по которому напряжение измеряемой частоты подают через полосовой фильтр на иНдикатор перехода через нуль, создающий управляющие импульсы для каждого положительного перехода через нуль. Первый импульс определяет начало периода синусоиды и служит для начала счета тактовых импульсов счетчиком. Во время следующего перехода через нуль, сигнализирующего об окончании периода, проверяют количество тактовых импульсов в счетчике. Количество импульсов сравнивают в блоке сравнения с уставкой и в случае превышения значения уставки формируют выходной сигнал. Для отстройки от возмущений сигнала измеряемой частоты, например, из-за изменения фазы сигнала, срабатывание разрещают только в случае, когда факт снижения частоты ниже уставки фиксируют в течение трех последовательных периодов напряжения измеряемой частоты 3. Указанный способ обладает, во-первых, недостаточным быстродействием. Принципиально время срабатывания больще трех периодов напряжения измеряемой частоты. Во-вторых, имеется погрешность срабатывания при возмущении сигнала измеряемой частоты. Так, при нормальной частоте в системе появление апериодической составляющей в измеряемом сигнале, вызванной переходными процесса.ми как в самой энергосистеме, так и во вторичных цепях реле частоты, реализующего способа, увеличивает длительность периода сигнала, что воспринимается как снижение частоты и приводит к погрешности ее замера. Существуют и другие виды возмущений, приводящие к подобным погрешностям. Цель изобретения - повышение точности путем отстройки от возмущения входного сигнала и повыщение быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу замера промышленной частоты путем преобразования каждого положительного перехода через нуль напряжения измеряемой частоты в управляющие импульсы, счета количества тактовых импульсов между двумя управляющими импульсами, сравнения этого количества со значением уставки и в случае превышения значения уставки формирования выходного сигнала, дополнительно преобразуют каждый отрицательный переход через нуль в управляющие сигналы, подсчитывают количество тактовых импульсов между управляющими импульсами положительного и отрицательно го перехода через нуль и количество тактовых импульсов между управляющими импульсами отрицательного и следующего за ним положительного перехода через нуль, сравнивают подсчитанные значения между собой и в случае превыщения разности подсчитанных значений над допустимой погрещностью блокируют формирование выходного сигнала, в противном случае разрещают формирование выходного сигнала. Устройство для реализации способа, соетоящее из последовательно соединенных индикатора положительного перехода через нуль, счетчика, компаратора, а также генератора тактовых импульсов и выходного органа, дополнительно снабжено индикатором отрицательного перехода через нуль, логическим элементом ИЛИ, дополнительным счетчиком, элементом памяти дополнительным компаратором и логическим элементом И, причем входы обоих индикаторов перехода через нуль соединены параллельно, выход индикатора положительного перехода через нуль подсоединен к управляющему входу счетчика и одному входу логического элемента ИЛИ, а выход индикатора отрицательного перехода через нуль подсоединен к второму входу логического элемента ИЛИ, выход логического элемента ИЛИ подсоединен к управляющему входу дополнительного счетчика, выход генератора тактовых импульсов подсоединен к входам счетчика и дополнительного счетчика, выход счетчика через компаратор соединён с одним входом логического элемента И, а выход дополнительного счетчика соединен с первым входом дополнительного компаратора и с элементом памяти, выход которого подсоединен к второму входу дополнительного компаратора, выход которого подключен к второму входу логического элемента И, выход логического элемента И соединен с выходным органом, третий вход дополнительного компаратора является входом сигнала уставки блокировки, причем дополнительный компаратор содержит импульсный сумматор и второй компаратор, входы импульсного сумматора являются первым и вторым входами дополнительного компаратора, выход импульсного сумматора соединен с входом второго компаратора, другой вход которого является третьим входом дополнительного компаратора, а выход второго компаратора является выходом дополнительного компаратора. Устройство содержит индикатор I положительного перехода через нуль, индикатор 2 отрицательного перехода через нуль, генератор 3 тактовых импульсов, счетчик 4, логический элемент ИЛИ 5. дополнительный счетчик 6, компаратор 7, элемент 8 памяти, допа,тнительный компаратор 9, логический элемент И 10 и выходной орган. 11. Устройство работает следующи.м образом. Напряжение измеряемой частоты подается на вход индикатора 1 положительного перехода через нуль. В MOMefiT положительного перехода через нуль с выхода индикатора 1 подается управляющий импульс на счетчик 4 и начинается счет тактовых импульсов, поступающих от генератора 3 тактовых импульсов. При поступлении следуюца.его управляющего импульса с выхода индикатора 1 счет импульса в счетчике 4 прекращается, подсчитанное количество тактовых импульсов в компараторе 7 сравнивается с уставкой и при превышении этого значения величины уставки, что свидетельствует о снижении частоты ниже уставки, с выхода компаратора подается отключающий сигнал на один вход логического элемента И 10. После этого начинается ..лвый счет импульсов квантования. Таким образом, замер частоты производится путем замера количества импульсов квантования, укладывающихся в одном периоде напряжения измеряемой частоты. Входное напряжение подается также на вход индикатора отрицательного перехода через нуль 2, выдающего управляющий сигнал в момент отрицательного перехода через напряжения контролируемой частоты. Управляющие сигналы с выходов индикаторов 1 и 2 подаются на входы логического лемента ИЛИ 5. Таким образом, на управяющий вход дополнительного счетчика 6 подаются импульсы в момент положительно ° отрицательного переходов через нуль напряжения контролируемой частоты. В даполнительном счетчике 6 подсчитывается количество импульсов квантования, укладывающихся в полупериоде напряжения измеряемой частоты. Подсчитанное за один иолупериод количество импульсов запоминается в элементе памяти. В дополнительном компараторе 9 сравнивается количество импульсов квантования в двух последующих полупериодах напряжения измеряемой частоты. Б случае нормального снижения частоты на входе, при отсутствии возмущений, длительность обоих полупериодов изменяется одинаково и их разность или равна нулю, или очень мала. При появлении апериодической составляющей в напряжении измеряемой частоты один полупериол удлиняется, а длительность другого уменьшается. В этом случае разность количества импульсов квантования в двух полупериодах превышает уставку блокировки и с выхода дополнительного компаратора 9 поступает блокирующий сигнал на один из входов .логического элемента И 10. Замер частоты и срабатывания выходного органа 1 блокируется на время переходного процесса в системе. Аналогично

работает устройство и при других видах возмущений тт«. входе, например, при скачкообразном изменении фазы входного напряжения.

Практически, в частотных авариях в энергосистеме отсутствует наложение процесса снижения частоты и. возмущения.

Использование прёдл-агаёмого способа позволяет повысить точность замера промыщленной частоты в устройствах частотной автоматики энергосистем, исключив погрешности замера частоты при наличии различного рода возмущений на входе измерительного органа.

В данном случае достаточно просто отличается возмущение в напряжении измеряемой частоты от факта снижения частоты в процессе частотной аварии.

Подобный способ отстройки, например, от апериодической составляющей, может быть использован не только в устройствах частотной автоматики, но и в ряде других устройств релейной защиты и автоматики, где не требуется срабатывание при наличии апериодической составляющей.