Реле частоты Советский патент 1981 года по МПК H01H47/20 

54) РЕЛЕ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к частоточувствительным устройствам противоаварийной автоматики энергосистем и предназначено для управления режимом работы энергосистемы при возникновении аварийных дефицитов мощности. Известно импульсное реле частоты, содержащее формирователи измерительных и эталонных импульсов, схему сравнения и выходной орган. Данное реле позволяет осуществить проверку правильности функционирования элементов без- отключения входных цепей устройства от контролируемой сети путем ступенчатого повыщения частоты уставки срабатывания реле выше номинального значения 1. Однако для периодических эксплуатационных проверок и настройки реле частоты необходим генератор частоты и частотомер. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является цифровое счетно-импульсное реле частоты, содержащее разделительный трансформатор, формирователь измерительных импульсов, блок контроля частоты, блок управления, орган выдержки времени и выходной блок, и формирующее выдержку времени на срабатывание реле, зависим;Сю от глубины и скорости отклонения частоты от заданного уровня 2. Однако, поскольку реле отличается повыщенной точностью измерения контролируемой частоты, для проверки его работоспособности и настройки необходимы генератор частоты и частотомер повышенной точности. Это приводит к усложнению процесса настройки реле частоты. Цель изобретения - повыщение надежности и экономичности эксплуатации реле. Указанная цель достигается тем, что в реле частоты, содержащее разделительный трансформатор, орган формирования приращения, блок контроля частоты, выполненный на последовательно соединенных кварцевом генераторе, счетчике импульсов и дешифраторе, и последовательно соединенные формирователь измерительных импульсов, блок управления, орган выдержки времени и выходной блок, при этом первый вход органа формирования приращения соединен с первым выходом блока контроля частоты, второй - со вторым входом блока управления, третий - со вторым выходом блока управления, а выход органа формирования приращения соединен .со вторым входом органа выдержки времени, причем второй вход выходного блока соединен со вторым выходом формирователя измерительных импульсов, а второй вход формирователя измерительных импульсов соединен с выходом выходного блока, третий вход которого соединен с третьим выходом блока управления, дополнительно введены ключ режима работы, элемент И, последовательно соединенные дополнительнный дешифратор и инвертор, при этом вход счетчика импульсов подключен к первому выходу ключа режима работы. первый и второй входы которого соответственно подключены к выходу инвертора и первому выходу формирователя измерительных импульсов, а первый вход формирователя измерительных импульсов подключен ко второму выходу ключа режима работы, третий и четвертый входы которого соответственно подключены к выходам разделительного трансформатора и дополнителького де1.иифратора, причем вход дополнительного дeпJифpaтopa подключен к выходу счетчика импульсов параллельно дешифратору блока контроля частоты, один из входов элемента И подключен к выходу дешифратора блока контроля иастоты, а другой - к первому выходу формирователя измерительных импульсов, а выход элемента И подключен ко второму входу органа формирования приращения. 1 приведена функциональная схема описываемого устройства; на фиг. 2 и 3 --- время-импульсные диаграммы работы устройства, ключ режима работы в положении «Работа ; на фиг. 4 и 5 - то же, ключ режима работы в положении «Настройка. Устройство содержит разделительный трансформатор 1, формирователь 2 измерительных импульсов (ФИИ), ключ 3 режима работы, выполненный на основе двухполюсного тумблера с переключающими контактами, блок 4 контроля частоты (БКЧ), выполненный на последовательно соединенных кварцевом генераторе 5., счетчике 6 импульсов, деш-ифраторе 7, дополнительный дешифратор 8, предназначенный для задаПИЯ частоты проверки устройства в автономном режиме, инвертор 9, предназначеп.ный для согласования работы ФИИ 2 и счетчика 6 импульсов БКЧ 4, элемента И 10, предназначенный для согласования частот следования измерительных импульсов ФИИ 2 и импульсов дешифратора 7, блок 11 управления (БУ), орган 12 формирования приращения (ОФП), орган 13 выдержки времени (ОВВ), выходного блока (ВБ) 14. Устройство работает следующим образом. В режиме «Работа первый вход ФИИ 2 через перекидные контакты ключа 3 режима работы подключен к выходу разделительного трансформатора 1, а первый выход ФИИ 2 -к входу счетчика 6 импульсов БКЧ 4. При этом обеспечивается формирование измерительных импульсов Ue на первом выходе ФИИ 2, длительностью равных периоду контролируемой частоты и следующих через период контролируемой частоты, которые разрешают работу БУ 11, БКЧ 4 и через инвертор 9 ОФП 12 (фиг. 2). При снижении контролируемой частоты ниже уставки запуска устройства начинается формирование зависимой выдержки времени на отключение потребителей ВБ 14 (фиг. 3). Время на срабатывание устройства при этом устанавливается в блоке ОВВ 13 и изменяется в зависимости от глубины и скорости снижения частоты. Изменение времени определяется дозировкой периодически поступающих на ОВВ 13 эталонных импульсов кварцевого генератора 5, причем величина дозы определяется ОФП-12 пропорционально выделяемой им разности между длительностью измерительного импульса Ui и длительностью, пропорциональной частоте запуска, т. е. разностью между импульсом и дешифратора 7 и задним фронтом измерительного импульса Уг ФИИ 2. По истечении времени, сформированного в зависимости от глубины понижения и динамики изменения частоты на выходе ОВВ 13 появляется импульс U-i3, как показано на фиг. 3, разрешает срабатывание ВБ 14. При переключении устройства в режим «Настройка переключающими контактами ключа 3 режима работы первый вход ФИИ подключен к выходу дополнительного дешифратора 8, а вход счетчика 6 импульсов БКЧ 4 подключен к выходу инвертора 9. Это позволяет автономно настраивать и проверять устройство без подачи на него напряжения контролируемой сети. Достигается это следующим образом. Кварцевый генератор 5 генерирует эталонные импульсы, которые поступают на вход счетчика 6 импульсов, осуществляя его заполнение. При достижении числа эталонных импульсов, заданного дополнительным дешифратором 8, на выходе последнего формируется импульс Le, поступающий на первый вход ФИИ 2 и через инвертор 9 на вход счетчика 6 импульсов, обнуляя его. После этого начинается следующий периодический цикл формирования импульсов Ug дополнительного дешифратора 8. Таким образом на выходе последнего генерируются импульсы Uj, следующие с заданной частотой. Выбор необходимой частоты генерации для проверки устройства задается двоичным кодом дополнительного дешифратора 8, соответствующим числу эталонных импуль-ов кварцевого генератора 5, прищедщих на счетчик 6 импульсов за измерительный цикл.. Когда частота генерации импульсов Ug дополнительного дешифратора 8 выще уставки срабатывания устройства, что проиллюстрировано на фиг. 4, числа эталонных импульсов кварцевого генератора 5 меньше числа эталонных импульсов, задаваемых дешифратором 7, поэтому на выходе последнего отсутствуют импульсы запуска и срабатывания устройства не происходит.

При снижении частоты генерации импульсов Us дополнительного дешифратора 8 ниже уставки срабатывания на выходе дешифратора 7 появляются импульсы и, (фиг. 5) и начнется формирование зависимой выдержки времени на отключение потребителей.

Заданная частота генерации импульсов и., дополнительного дешифратора 8 задает определенную разность между импульсом 5 и и задним фронтом измерительного импульса Ui ФИИ 2, что позволяет определить реальную частотно-временную характеристику на срабатывание устройства. Изменением двоичного кода дополнительного дешифратора 8 можно изменять 20 глубину снижения частоть генерации импульсов и,, т. е. возникает возможность моделирования частоты контролируемой сети в самом устройстве, а также настройка последнего в зависимости от динамики изме- 5 нения частоты. Формула изобретения Реле частоты, содержаш,ее разделитель- 30 ный трансформатор, орган формирования приращения, блок контроля частоты, выполненный на последовательно соединенных кварцевом генераторе, счетчике импульсов и дешифраторе, и последовательно соединенные формирователь измерительных импульсов, блок управления, орган выдержки времени и выходной блок, при этом первый вход органа формирования прирашения соединен с первым выходом блока контроля

частоты, второй - со вторым входом блока управления, третий - со вторым выходом блока управления, а выход органа формирования прирашения соединен со вторым входом органа выдержки времени, причем второй вход выходного блока соединен со вторым выходом формирователя измерительных импульсов, а второй вход формирователя измерительных импульсов соединен с выходом выходного блока, третий вход которого соединен с третьим выходом блока управления, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и экономичности эксплуатации, в него введены ключ режима работы, элемент И, последовательно соединенные дополнительный дешифратор и инвертор, при этом вход счетчика импульсов подключена первому выходу ключа режима работы, первый и второй входы которого соответственно подключены к выходу инвертора и первому выходу формирователя измерительных- импульсов, а первый вход формирователя измерительных импульсов подключен ко второму выходу ключа режима работы, третий и четвертый входы которого соответственно подключены к выходам разделительного трансформатора и дополнительного дешифратора, причем вход дополнительного дешифратора подключен к выходу счетчика импульсов параллельно дешифратору блока контроля частоты, один из входов элемента И подключен к выходу дешифратора блока контроля частоты, а другой - к первому выходу формирователя измерительных импульсов, а выход элемента И подключен ко второму входу органа формирования приращения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 493830, кл. Н 01 Н 83/00, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2601362/24-07, кл. Н 01 Н 83/00, 24.04.78. .