УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СКОРОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ЧАСТОТЫ Советский патент 1974 года по МПК G01R23/10 

Предлагаемое устройство для контроля скорости изменения частоты может быть использовано в с.хемах релейной защиты и автоматики электросистем. В известных устройствах контроль скорости изменения частоты осуществляется следующим образом. Устройство настраивается на два значения частоты (уставки f и р2) и заданное время т, отсчитываемое носле достижения контролируемым напряжением значения уставки FI. Если в процессе изменения частоты от значения FI до значения FZ фактическое время i будет меньще г, следовательно, скорость снижения частоты больще контрольной бу, определяемой соотношением Ft - Ft г I 1 у - гц/сек, и устройство действует. В противном случае око не действует. Для контроля интервала времени т требуется точное реле времени, так как погрещность задания контрольной скорости Ву зависит от погрещности заданной величины т Кроме того, устройство срабатывает при скорости изменения частоты е, превышающей контрольную у, но фактическая величина скорости изменения частоты е остается неизвестной. В предложенном устройстве для повыщения точности измерения скорости изменения частоты период частоты использован в качестве меры времени. Это позволяет вместо точного реле времеи использовать простейщий счетчик числа периодов, а в качестве меры скорости изменения частоты - количество периодов, за которое частота контролируемого напряжения изменилась от значения FI до значения FZБлок-схема предложенного устройства приведена на чертеже. Устройство содержит разделительный трансформатор /, фильтр 2 высщих гармонических, 3, формирователи 4 5 прямоугольных импульсов, дифференцирующий элемент 6, блок совпадения 7, блок 8 переключения уставки с реле 9 и его контакта.ми 10, блок 11 однократности действия с реле 12 и его контактами 13, ключ М пуска счетчика, счетчик 15. цепь 16 возврата счетчика, блок запрета 17, гстюч считывания 18 с транзисторами 19 и 20 (число аналогичных транзисторов равно числу ячеек счетчика 15). Последовательный LCjR-контур содержит конденсатор, основную катущку индуктивности, с помощью которой осуществляется настройка контура на частоту первой уставки ь дополнительную катущку индуктивности, с помощью которой осуществляется настройка контура на частоту второй уставки р2, и активное сопротивление, с которого снимается напряжение Un, сдвинутое по фазе относительно напряжения U на угол, зависящий от 4acTOT ji контролируемого напряжения. Напряжения и и бя поступают на формирователи импульсов 4 и 5, где преобразуются в прямоугольные импульсы отрицательной полярности, передние фронты которых сдвинуты соответственио сдвигу фаз U и LR. Затем ирямоугольный имиульс, иолученный из напряжения U, дифференцируется элементом б , в результате чего получается короткий пмпульс, отмечающий начало период;; напряжения U. При частоте контролируемого напряжения, превьгщаюи1ей уставку /,, напряжение Un отстает ио фазе от напряжения U на некоторый угол, и с соответствующим сдвигом по времеии на входы блока совпадения 7 поступают короткие имиульсы с дифференцирующего элемента 6, прямоугольные пмиульсы длительностью в половину периода с формирователя 5 и постоянный отрицательный потенциал с блока запрета /7. Из-за неодиовременности поступления этих импульсов на выходе блока совиадепия 7 импульсы отсутствуют и устройство не запускается. При снижении частоты контролируемого напрял ения до значения FI напряжения i/ и t/л совпадают ио фазе, в связи с чем короткие импульсы с дифференцирующего элемеита 6 и передние фронты прямоугольных имиульсов с формирователя 5 одиовремеиио поступают на входы блока совпадения 7, в результате чего иа выходе последнего появляются короткие импульсы, запускающие устройство. Первый же из этих дмпульсов запускает триггеры блока переключения уставок и блока однократности действия. Указаииые триггеры формируют на своих выходах импульсы заданной длительности т. Под действием этих импульсов срабатывает реле 9 и 12. При этом контакты W реле 9 переключают уставку устройства с FI на р2. а контакты 13 реле 12 отключают блок 8. При переключении уставки устройства с FI на р2 напряжение Ua отстает по фазе от напряжепия О и имиульсы на выходе блока 7 исчезают. Имиульс с выхода блока 8 переключения уставок открывает ключ пуска счетчика 14 и держит его в этом состоянии в течение некоторого времени. При это.м короткие имиульсы с дифференцирующего элемента 6, отмечающие начало каждого периода наиряжения U, поступают через ключ 14 иа счетчик 15 и управляют работой последнего При этом каждый короткий импульс с дифференцирующей цепи фиксируется ячейками счетчика, триггеры которого открывают иооче едно транзисторы 19, 20 и т. д. (Однако инормация с выходов этих транзисторов ис читывается до тех гюр, пока закрыт электрсиый ключ 18). Когда частота контролируемого напряжеия в процессе снижения достигает значении ставки FZ, напряжения U и UK опять совадут по фазе, и на выходе блока совпадения появляются короткие импульсы. Под возействием иервого из них открывается ключ читывания 18, вследствие чего 1 нфорл ация выходов транзисторов 19, 20 и др. посту;:ат во внешнее исиолияющее устройство. Количество иериодов наиряжения U, отчитлиных счетчиком 15 с момента пуска его а уставке FI до останова на уставке /2, явяется мерой скорости снижения частоты. Это ледует из того, что если в процессе сиижеиия частота контролируемого иаиряжен1 я доTtтигла значения rj, а сиустя п периодов - иачеиия FZ, то средняя длительиость периода Гер 0,5 (Г,+ 7-2,), ™ 1 де /1 р- длительность периода при частотс .F|. /2 т.длительность периода ирп частоте F2. С учетом этого время снижеиия частоты от значения FI до FZ равио / 1 , 1 F,-F. ср я - 0,5 ( ) 0,5 . п р-р В соответствии с выражением (1) скорость снижения частоты равна разности частот А, отиесенной ко времени снижеиия от .Fi до р. Следовательио (f, - f 2) f, f 2 F, -F, ii n Так как величины F и /2 заданы заранее, то отсчитанное счетчиком 13 число периодов п характеризует скорость снижения частоты. Если же скорость снижеиия частоты мала, то ио истечении времеии т триггеры блоков 5 и // переключаются в исходное состояние и обесточат реле 9 и 12 соответственно. При этом якорь реле 9 отиадает сразу и его коитакты 10 переключат уставку устройства с .Fg па F, а реле 12, замедленное на отпадение, будет в течение некоторого времени Дт удерживать свои коитакты 13 разомкиутыми. В момент переключения уставки с f 2 иа FI частота f контролируемого наиряжения меньще Fj и на выходе блока 7 появляются короткие имиульсы, которые повторно затустят триггер блока однократности 11, что обеспечит удержание якоря реле 12 в иодтянутом положении в разомкнутое состояние контактов 13 до тех пор, пока частота контролируемого напряжения не ире