УСТРОЙСТВО для КОНТРОЛЯ СКОРОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ Советский патент 1973 года по МПК G01R23/00 

1

Изобретение относится к автоматическим системам, предназначенным для контроля скорости изменения частоты в схемах релейной защиты энергосистемы.

Известные устройства аналогичного назначения, содержащие согласующее устройство, схему совпадения с тремя входами, электронные ключи, счетчик импульсов и концевую схему совпадения, характеризуются недостаточным быстродействием и надежностью работы.

Предлагаемое устройство не имеет этих недостатков и отличается от известных тем, что счетчик импульсов и схема задержки подключены к схеме совнадения, цепь возврата счетчика подключена к выходу схемы задержки, выходы счетчика соединены через электронные ключи к концевой схеме совпадения, другой вход которой соединен через дифференцирующий элемент с согласующим устройством.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - его принципиальная схема.

Устройство состоит из согласующего устройства с трансформатором 1, фильтром 2, элементами двухчастотного резонансного контура, содержащего конденсатор 3, основную катушку индуктивности 4, дополнительные катушки индуктивности 5, 6 и дополнительные активные сопротивления 7 и 8; формирователей прямоугольных импульсов 9, 10 и 11; дифференцирующего элемента 12, пусковой схемы совнадения 13; схемы задержки

14 с реле 15 и его контактами 16; счетчика 17 и цепи его сброса 18; схемы запрета 19, концевой схемы совпадения 20; ключа считывания 21 с транзисторами 22, 23 (число аналогичных транзисторов равно числу ячеек

счетчика).

С помощью основной катушки индуктивности 4 резонансный контур грубо настраивается на требуемый диапазон уставок 2, с помощью дополнительной катущки индуктивности 5 - на частоту Fj, а с помощью дополнительной катушки ипдуктивности 6 - на частоту F.

С активных сопротивлений 7 и 8 снимаются напряжения Uк и U.R., , сдвинутые относительно входного напряжения О на угол, зависящей от частоты / контролируемого напряжения и уставок FI-F. Напряжения U, Ri Кг поступают на формирователи импульсов 9, 10 и 11, где преобразуются в прямоугольные импульсы отрицательной полярности, передние фронты которых сдвинуты соответственно сдвигу фаз Ui, Uк и OK,. Прямоугольный импульс, полученный из напряжения и, дифференцируется элементом

12, и преобразуется в короткий импульс, отмечающий начало периодов папряжеиня U. При частоте / коьггролируемого папряжепия, превышающей уставку fi, папряжепие i//, отстает по фазе от папряжеиия U, а папряжение ИКг - от напрял :е1шя Uк . При этом с соответствующим сдвигом по времени поступают па входы пусковой схемы совпадения 13 короткие импульсы с дифференцирующего элемента 12, прямоугольные импульсы длительностью в половину периода с формирователя 10 и постоянный отрипательпый потенциал со схемы запрета 19. Из-за пеодповременности поступления этих импульсов на выходе схемы 13 импульсы не появляются, и устройство не запускается. Так как напряжение И к, отстает от напряжения и еще на больщий угол, чем UR,, па выходе концевой схемы совпадения 20 импульсы также отсутствуют.

В рассмотренном случае ( имеет место режим ожидания.

При снижении частоты f контролируемого напряжения до уставки FI папряжение UR совпадает по фазе с папряжепием И (при этом напряжение UR, отстает по фазе от напряжепия И, по па меньщий, чем в режиме ожидания, угол), в связи с чем короткие импульсы с дифференцирующего элемента 12 и передние фронты прямоугольных импульсов с формирователя 10 одновременно поступают на входы схемы 13. На ее выходе с интервалом, равным периоду, появляются короткие импульсы, управляющие работой счетчика 17, триггеры которого поочередно переключаются и открывают транзисторы 22, 23 и др. (но информация с выходов этих транзисторов не считывается до тех пор, пока закрыт ключ считывания 21).

Кроме того, первый же импульс с выхода схемы 13 запускает схему задержки 14. Реле 15 срабатывает и размыкает контакт 16 в цепи возврата счетчика 17. Реле 15 имеет небольшое замедление па возврат, достаточное для перекрытия пауз между импульсами триггера схемы задержки 14, и работает как фиксатор пуска. Если после пуска устройства частота / повыщается относительно уставки FI, импульсы на выходе схемы 13 исчезают, схема задержки 14 возвращается в исходное состояние, с небольщой выдержкой времени замыкаются контакты 16, в результате чего цепь 18 сброса счетчика подает импульс, и счетчик 17 возвращается в исходное положение.

Если после пуска устройства частота f контролируемого напряжения продолжает снижаться, то при совпадают но фазе напряжения и и иR. Короткий импульс с дифференцирующего элемента 12 и прямоугольный импульс длительностью в половину периода с формирователя 11 одновременно поступают на входы концевой схемы совпадения 20. На ее выходе появляется импульс, который открывает ключ считывания 21, и

информация о положепии счетчика, считанная с выходов транзисторов 22, 23 и др., поступает во внещнее исполнительное устройство.

Количество нериодов напряжения U, отсчитанных счетчиком 17 с момента пуска его на уставке Fj до останова па уставке FZ, является мерой скорости спижения частоты.

Это следует из того, что если в процессе частота коптролируемого напряжения достигла значения F, а спустя п периодов - значения F, то средняя длительность периода равна

0,5(Г, + Г,),

длительность периода при частоте F-i, - длительность периода при частоте FZ.

этого времени снижения частоты i до F равно

4 - /гГср п-0,5( + 0,5д

FI+F, FiF,

Скорость спижения частоты s равна разности частот Pi-FZ, отнесенной ко времени снижения от FI до F

(

Ik

Ft + F

Так как величины F и FZ заданы заранее,

то отсчитанное счетчиком 17 число периодов п характеризует скорость снижения частоты.

Схема запрета 19 предотвращает ложное срабатывание устройства в момент изменения

величины контролируемого напряжения (например, при коротком замыкании в контролируемой сети). Возникающий при этом переходпый процесс может исказить нормальные фазовые соотпощения панряжений U и f/д,

и привести к ложному пуску устройства еще до начала процесса снижения частоты. Поэтому в момент изменения величины контролируемого напряжепия триггер схемы запрета 19 снимает отрицательный потенциал со

входа схемы совпадения 13 и на время переходного процесса схемы 13 бездействует.

Предмет изобретения

Устройство для контроля скорости изменения частоты, содержащее входное согласующее устройство, схему совпадения с тремя входами, электронные ключи, счетчик импульсов, схему задержки и концевую схему

совпадения, отличающееся тем, что, с целью повыщения быстродействия и надежности, счетчик импульсов и схема задержки подключены к схеме совпадения, цепь возврата счетчика подключена к выходу схемы задержки,

выходы счетчика. Соедипепы через электрон

иг2