Цифровое реле частоты Советский патент 1985 года по МПК H01H47/28 

рых конъюнкторов уставок срабатывания и возврата соединены с первым выходом распределителя импульсов, а их четвертый входы соединены с прямьм выходом триггера максимальной контролируемо частоты, выход второго конъюнктора уставки срабатьшания соединен со счетным входом счетчика импульсов срабатывания, выход второго конъюнк тора уставки возврата соединен, со счетным входом счетчика импульсо возврата, входы дизъюшстора Установка О счетчика импульсов срабатывания соединены с выходом второг конъюнктора уставки возврата и с выходом блока контроля питания, а его выход соединен с входом Установка О счетчика импульсов срабаты вания, входы дизъюнктора Установка О счетчика импульсов возврата соединены с выходом второго конъюнк тора уставки срабатьгоания и с выходом блока контроля питания, а его выход соединен с входом Установка счетчика импульсов возврата, вход Установка 1 выходного триггера ст пени соединен с выходом счетчика импульсов срабатывания, вход Уста новка О выходного триггера ступени соединен с выходом дизъюнктора Установка О выходного триггера ст пени, один вход которого соединен выходом счетчика импульсов возврата, а другой вход соединен с выходом блока контроля питания, выход выходного триггера ступени соединен с входом исполнительного органа, выход входного дизьюнктора счетчика импульсов задающего генератора соединен со счетным входом младшего разряда счетчика импульсов задающего генератора, а его входы соединены с выходом задающего генератора, с выходом блока контроля питания и с прямым выходом триггера минимальной контролируемой частоты, вход Установка 1 триггера минимальной контролируемой частоты соединен через конъюнктор минимальной контролируемой частоты с выходом декад старших разрядов счетчика импульсов задающего генератора, а вход Установка О с вторым выходом распределителя импульсов, вход Установка 1 триггера уставки максимальной контролируемой частоты через конъюнктор максимальной контролируемой частоты соединен с выходом декад младших разРядов счетчика иппульсов задающего генератора, а вход Установка О - с вторым выходом распределителя импульсов, второй вход которого соединен с вторым выходом задающего генератора.

ЦИФРОВОЕ РЕЛЕ ЧАСТОТЫ, содержащее согласующий трансформатор, фильтр низких частот, формирователь прямоугольных импульсов измеряемой частоты, распределитель импульсов, задающий генератор, счетчик импульсов задающего генератора, первый конъюнктор уставки I срабатывания, первый конъюнктор уставки возврата, триггер уставки срабатывания, триггер уставки -возврата и исполнительный орган, причем задающий генератор соединен с входом счетчика импульсов задающего генератора,согласующий трансформатор через послёдовательио соединенные фильтр низких частот, формирователь прямоугольных импульсов измеряемой частоты и распределитель импульсов соединен с входами Установка О всех декад счетчика импульсов задающего генератора и триггеров уставок срабатывания и возврата, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения рабочего диапазона и повышения помехоустойчивости, в него дополнительно введены второй конъюнктор уставки срабатьшания, второй конъюнктор уставки возврата,счетчик импульсов срабатывания, счетчик импульсов возврата, выходной триггер ступени, конъюнктор и тригной контролируемой частоты, дизъюнк- тор Установка О счетчика импульсов срабатьшания, дизъюнктор Установка О счетчика импульсов возврата, . дизъюнктор Установка О выходного триггера ступени, входной дизъюнктор счетчика импульсов задающего генератора и блок питания, а счетчик импульсов задающего генератора содержит преобразователь двоично-десятичного кода в десятичный с п декадами, входы первого конъюнктора уставки : срабатывания соединены с выходами декад счетчика импульсов задающего генератора, входы первого конъюнктора уставки возврата соединены с выходами декад счетчика импульсов задающего генератора, выход первого конъюнктора уставкисрабатывания подключен, к входу Установка 1 триггера уставки срабатывания, выход первого конъюнктора уставки возврата соединен с входом Установки 1 триггера уставю ки возврата, прямой выход триггера уставки срабатывания Ясоединен с первым входом второго конъюнктора уставки возврата, второй вход которого соединен с прямым выходом триггера уставки возврата, инверсные выходы триггера уставок срабатывания и возврата соединены с первым и I вторым . входами второго конъюнктора уставки срабатывания, инверсный выход триггера уставки возврата соединен с вторым входом второго конъюнктора уставкн возврата, третьи входы вто

Изобретение относится к автоматике: и предназначено для использования в системах защиты и технологической автоматики гидрогенераторов и может быть использовано в устройствах противоаварийной автоматики энергосистем.

Известны цифровые реле частоты, обладающие высокой точностью и стабильностью .уставок l 3 . Однако они имеют узкий диапазон контролируемой частоты 45 - 55 Гц, так как разработаны для целей противоаварийной автоматики и не могут быть использованы в системах защиты и технологической автоматики гидрогенераторов.

Кроме того, они обладают недостаг точной помехоустойчивостью.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является реле частоты,, содержащее согласующий трансформатор, фильтр низких частот, формирователь прямоугольных импульсов измеряемой частоты, распределитель импульсов, задающий генератор счетчик импульсов задающего генератора, конъюнктор уставки срабатывания, конъюнктор уставки возврата и исполнительный орган 2 .

Однако известное реле частоты имеет узкий диапазон контролируемой частоты, так как измеряет только часть периода, не имеет установки исходного состояния триггеров при подаче напряжения питания,, исполнительный орган может срабатьшать от

31

одного 11мпульса. Указанные недостатки не позволяют использовать это реле частоты в системах защиты и технологической автоматики гидрогенератора.

Цель изобретения - расширение рабочего диапазона частот и повьшение помехоустойчивости.

Указанная цель достигается тем, что в цифровое реле частоты, содержащее согласующий трансформатор, фильтр низких частот, формирователь прямоугольных импульсов измеряемой частоты, распределитель импульсов, задающий генератор, счетчик импульсов задающего генератора, первый конъюнктор уставки срабатьюания, первый конъюнктор уставки возврата, триггер уставки срабатьшания, триггер уставки возврата и исполнительный орган, причем задающий генератор соединен с входом счетчика импульсов задающего генератора, coi- ласутощий трансформатор через последвательно соединенные фильтр низких частотi формирователь прямоугольных импульсов измеряемой частоты и распределитель импульсов соединен с входами Установка О всех декад счетчика импульсов , задающего генератора и триггера уставок срабатьгоания и возврата, введены второй конъюнктар уставки срабатывания, второй конъюнктор уставки возврата счетчик импульсов срабатьшания, счетчик импульсов возврата, выходно триггер ступени, конъюнктор и триггер максимальной контролируемой частоты, конъюнктор и триггер минимальной контролируемой частоты, дизъюнктор Установка О счетчика импульсов срабатьтания, дизъюнктор Установка О счетчика импульсов возврата, дизъюнктор Установка О выходного триггера ступени, входной : дизъюнктор счетчика импульсов задающего генератора и блок контроля питания, а счетчик импульсов задающего генератора содержит преобразователь двоично-десятичного кода в десятичный с п декадами, входы первого конъюнктора установки срабатывания соединены с выходами декад счетчика импульсов задающего генератора, входы первого конъюнктора уставки возврата соединены с выходами декад счетчика импульсов задающего

62274

генератора, выход первого конъюнкто- ра уставки срабатывания подкЛочен к входу Установка 1 триггера уставки срабатьюания, выход первого с конъюнктора уставки возврата соединен с входом Установка 1 триггера уставки возврата, прямой выход триггера уставки срабатывания соединен с первым входом второго кон-ыонктора

10 устЛки возврата, второй вход которого соединен с прямым выходом триггера уставки возврата, инверсные выходы триггера уставок срабатьтания и возврата соединены с первым и вторым

t5 входами второго конъюнктора уставки срабатывания, инверсный выход триггера уставки возврата соединен с вторым входом второго конъюнктора уставки возврата, третьи входы вторых конъюнкторов уставок срабатывания и возврата соединены с первым выходом распределителя импульсов, четвертые входы вторых конъюнкторов уставок срабатьшания и возврата соединены с прямьи выходом триггера максимальной контролируемой частоты, выход второго конъюнктора уставки срабатывания соединен со счетным входом счетчика импульсов срабатьгэо вания, выход второго конъюнктора уставки возврата соединен со счетньм входом счетчика импульсов возврата, входы дизъюнктора Установка О счетчика импульсов срабатьшания соединены с выходом второго конъюнктора уставки возврата и с выдом блока контроля питания, а его выход соединен с входом Установка О счетчика импульсов срабатывания, входц ды дизъюнктора Установка О счетчика импульсов возврата соединены с выходом второго конъюнктора уставки срабатывания и с выходом блока контроля питания, а его выход соединен

j с входом Установка О счетчика импульсов возврата, вход Установка 1 выходного триггера ступени соедннен с выходом счетчнка импульсов срабатывания, вход Установка О выходного триггера ступени соединен с выходом днзъюнктора Установка О выходного триггера ступени, один вход которого соединен с выходом счетчика импульсов возврата, а другой вход

55 соединен с выходом блока контроля питания,выход выходного триггера ступени

соединен с входом исполнительного орга-

I

на, выход входного дизъюнктора счетчика импульсов задающего генератора соединен со счетным входом младшего разряда счетчика импульсов задающег генератора, а его входы соединены с выходом задающего генератора, с выходом блока контрбля питания и с пряным выхсу ом триггера минимальной контролируемой частоты, вход Установка 1 триггера минимальной контролируемой частоты соединен через конъюнктор минимальной контролируем частоть с выходом декад старших раз счетчика импульсов задающего генератора, afвход Установка О вторым выходом распределителя импульсов, вход Установка 1 триггер уставки максимальной контролируемой частоты через конъюнктор максимальной частоты соединен с выходом дека младших разрядов счетчика импульсов задающего генератора, а вход Установка О с вторым выходом распред лителя импульсов, второй вход которого соединен с вторым выходом задающего генератора. На чертеже представлена блоксхема цифрового реле частоты. I Цифровое реле частоты содержит раздел1 тельный трансформатор 1 , фильтр 2 низких частот, формирователь 3 прямоугольных- импульсов из меряемой частоты, ра.спределитель 4 импульсов, задающий генератор 5, входной дизъюнктор 6 счетчика импул сов задающего генератора, декады 712 счетчика импульсов задающего генератора, первый конъюнктор 13 ус тавки срабатьгоания, первьш конъюнктор 14 уставки возвратл, триггер 15 уставки срабатывания, первый триггер 16 уставки возврата, второй конъюнктор 17 уставки срабатывания, второй конъюнктор 18 уставки срабатьшания, счетчик 19 импульсов ера батывания, дизъюнктор 20 Установка О счетчика импульсов срабатывания, счетчик 21 импульсов возврата дизъюнктор 22, - Установка О счетчика импульсов возврата, дизъюнктор 23 Установка О выходного триггера ступени, выходной триггер 24 ступени, исполнительный орган 25, конъюнктор 26 максимальной контролируемой час , триггер 27 максимальной контролируемой частоты конъюнктор 28 минимальной контролируемой частоты, триггер 29 минимальной контролируемой частоты, блок 30 контроля питания. Получение нескольких ступеней в одном реле достигается добавлением злементов, обведенных на чертеже пунктиром, остальные элементы реле являются общими для всех ступеней. Цифровое реле, частоты содержит также блок контроля очередности работы ступеней, блок контроля входного сигнала, а также устройства проверки уставок с помощью цифрового частотомера-хронометра. Предлагаемое реле работает следующим образом. При подаче напряжения питания начинает работать задакяций генератор 5 декады 7-12 счетчика импульсов задающего генератора, триггер 15 уставки срабатывания и триггер 16 уставки возврата принимают произвольное состояние, счетчик 19 импульсов срабатьшания, счетчик 21 импульсов возврата и выходной триггер 24 ступени устанавливаете) в нулевое состояние блоком 30 контроля питания 30. Когда напряжение питания достигнет номинального значения, блок 30 контролй питания снимет сигнал запрета с входного дизъюнктора 6 сч.етчика импульсов задающего генератора, с входа дизъюнктора 20 Уставка О счетчика импульсов срабатывания, входа дизъюнктора 22 Уставка О счетчика импульсов возврата, с входа дизъюнктора 23 Уставка О выходного триггера ступени. Счетчик импуяьсов задающего генератора начнет заполняться импульсами задающего генератора до срабатывания триггера уставки минимальной контролируемой частоты 29 (останов счетчика при заполнении), который, подав единицу на вход входного дизъюнктора 6 счетчика импульсов задающего генератора, остановит этот счетчик при отсутствии входного сигнала. Состояние триггера 15 уставки срабатьгоания и триггера 16 уставки возврата неопределенно. Счетчик 19 импульсов срабатьшания, счетчик 21 импульсов возврата и выходной триггер 24 ступени установлены в нулевое состояние . При отсутствии входного сигнала состояние элементов схемы не меняется. При появлении первого импульса измеряемой частоты распределитель 4 импульсов первый импульс подает на вход второго конъюнктора 17 уставки срабатьшания и на вход второго конъюнктора 18 уставки возврата, со держимое триггеров 15 и 16 уставок переносится в счетчик 19 импульсов срабатьшания и в счетчик 21 импуль сов возврата, состояние выходного триггера 24 ступени и исполнительного органа 25 не меняется. Вторым .импульсом распределитель 4 импульсов устанавливает в нулевое состоян декады 7-12 счетчика импульсов зада кмцего генератора и триггеры 15, 16, 27 и 29. Триггер 29 уставки мини-: мальной контролируемой .частоты снимает единичный сигнал с входа входного дизъюнктора счетчика импульсов задающего генератора, при появлени ,кода уставки на входах конъ.юнктора максимальной контролируемой частоты сработает триггер 27 максимальной контролируемой частоты и подаст еди ничный сигнал на вход второго конъюнктора 17 уставки срабатьшания и на вход второго конъюнктора 18 уставки возврата, затем срабатьшает триггер 15 уставки срабатывания, триггер 16 уставки возврата и после ним сработает триггер 29 уставки ми нимальной контролируемой частоты, который остановит счетчик импульсов . задающего генератора. В начале следующего периода контролируемой частоты при появлении первого короткого импульса содержимое счетчика 21 импульсов возврата увеличивается на единицу, счетчик 19 импульсов ерабатьшания будет установлен в нулевое состояние, выходной триггер 24 ступени и исполнительный орган 25 не сработают. При повышении контролируемой час тоты за период измеряемой частоты триггер 29 установки минимальной контролируемой частоты сработать не успевает, счетчик импульсов задающего генератора будет работать без остановки с установкой в нулевое состояние в начале каждого периода контролируемой частоты. Не сработает также триггер 16 уставки возврата и прекратится поступление импульсов в счетчик 21 импульсов воз врата, состояние счетчика 19 импуль сов срабатьгоания также не будет меняться, так как еще срабатывает три гер 15 уставки срабатывания. Когда за период измеряемой частоты не сработает и триггер уставки срабатывания в счетчик 19 импульсов срабатьшания поступит первый импульс, счетчик 21 импульсов возврата будет установлен в нулевое состояние, выходной триггер 24 ступени и исполнительный орган 25 сработают лишь, тогда, когда в счетчик 19 импульсов срабатьшания поступит заданное число импульсов срабатьшания. При снижении контролируемой частоты первый импульс возврата, когда сработают триггер 15 уставки срабатьшания и триггер 16 уставки возврата, установит счетчик импульсов срабатьшания в нулевое состояние, выходной триггер ступени 24 и испол„ительный орган25 будут установлены В нулевое состояние, когда в счетчик импульсов возврата поступит заданное количество импульсов возврата. При появлении импульса- помехи по цепям питания, блок 30 контроля питания установит в нулевое состояние счетчик 19 импульсов срабатьшания, счетчик 21 импульсо возврата и выходной триггер 24 ступени на время отклонения от нормы напряжения питания, на это же время будет остановлен счетчик импульсов задающего генератора. При появлении импульсов высокой частоты по цепи входного сигнала, перенос информации с.триггеров уставок срабатывания и возврата в счетчики импульсов срабатывания и возврата не разрешит триггер 27 макси- мальной контролируемой частоты. Для получения реле или ступени понижения частоты необходимо и достаточно поменять местами выходы счетчиков импульсов срабатьшания и возврата или поменять.мйЬтами выход второго дизъюнктора 17 уставки срабатьшания с выходом второго дизъюнктора 18 уставки возврата. Одно цифровое реле частоты иметь несколько ступеней повышения частоты и несколько ступеней понижения частоты. Для проверки уставок достаточно замерить длительность импульсов на инверсных выходах триггеров уставок и частоту задающего генератора с помощью цифрового частотомера.