Устройство частотного автоматического повторного включения потребителей Советский патент 1981 года по МПК H02H3/06 

Изобретение относится к электротехнике, аименно к устройствам противоаварийной автоматики энергосис тем и ответственных потребителей, и предназначено для измерения частоты переменного тока. По основному авт.св. № 748624 известно устройство частотного автоматического повторного включения потребителей (ЧАПВ), содержащее формирователь измерительных импульсов, пе вый вход Которого через согласующий трансформатор соединен с источником сигнала, а второй вход соединен с промежуточным выходом выходного каскада, один вход которого соединен с. первьо 1 выходом формирователя измерительных импульсов, второй вход соеди нен с выходом блока управления выдер кой времени, а третий вход подключен к первому промежуточному выходу блок управления, один вход которо.го со- единен со вторым выходом формироаате ля измерительных импульсов, второй вход подключен ко входу эталонного генератора, а первый выход эталонного генератора соединен с третьим входом блока управления, причем выход блока управления соединен с первым входом блока управления выдержкой времени, выходы формирователя измерительных импульсов соединены с входами логического элемента ШШ, выход которого подключен ко второму входу блока управления, и блок формирования приращений, состоящий из двух RS-тригтеров, логического элемента И, сумматора по модулю два, входы которого подключены к выходам RS-триггеров, выход су1у матора по модулю два подключен к первому входу логического элемента И, второй вход которого подключен ко второму выходу эталонного генератора, причем 5-входы RS-триггеров соединены со вторьм промежуточньЫ выходом блока управления, R-вход одного из RS-триггеров соединен с третьим промежуточным выходом блока уиравления, R-вход второго RS-триггера соединен с первым выходом эталонного генератора, причем выход логического элемента И соединен со вторым входом блока управления вьщержкой времени. Однако устройство не позволяет обеспечить автоматическое включение потребителей с заданной селективностью по степени их ответственности. Цель изобретения - обеспечение селективного, автоматического включения потребителей по степени их ответственности.. , Указанная цель достигается тем что в устройство дополнительно введены выходные цепочки, каждая из которых состоит из последовательно соединенных RS-триггера, инвертора и исполнительного элемента, причем R-BXO ды 9 5-триггеров каждой цепочки объединены и подсоединены ко второму ,промежуточному выходу.выходного каскада, а S-входы RS-триггеров каждой цепочки подсоединены к соответствующим выходам блока управления выдержкой времени. На чертеже изображена функциональ схема предлагаемого устройства. Устройство содержит .формирователь J измерительных импульсов (ФИИ), состо ящий из последовательно соединенных триггера ЦЫитта 2 и счетного тригге.ра 3; логический элемент ИЛИ 4; эталонный генератор (эг) 5, состоящий и последовательно соединенных кварцованного генератора 6, счетчика 7 импульсов и дешифратора 8; блок 9 упра ения (БУ), состоящий из формировате лей коротких импульсов по переднему фронту 10 и заднему фронту 11, триггеров запрета 12 и управления 13, эл мента И-НЕ 14; блотк 15 управления вы держкой времени (ВУВВ), состоящий иэ счетчика 16 импульсов и дешифратора 17; блок 18 формирования приращения (ЕФП), состоящий из RS-тригге1 ов 19 и 20, cy вlaтopa 21 по модулю два, схемы И 22; выходной каскад (вк) 23, выполненный на последовател но соединенных схеме 24 предотвращения ложных срабатываний при исчезновении входного напряжения, элемента И 25, RS-триггера 26 исполнительного органа, инвертора 27 и исполнительного элемента 2В; параллельные выходные цепочки селективного автома тического вклйчення потребителей, каждая из которых состоит из последо вательно соединенных элементов: RSтриггера 29, инвертора 30 исполнительного элемента 31 и последней выходной цепочки, состоящей из элементов, аналогичных первой цепочке RS-триггера 32, инвертора 33 и исполнительного элемента 34. Контролируемое напряжение на устройство подается через входной .разделительный трансформатор 35, а управляющее воздействие на включение осзпцествляется исполнительными элементами 28, 31, 34.; Устройство работает следующим образом. При подаче на вход ФИИ 1 напряжения с частотой контролируемой сети, на выходе триггера Шмитта 2 формируются прямоугольные импульсы по длительности равные половине периода, а на выходе счетного триггера 3 - прямоугольные импульсы по длительности равные периоду надряжения контролируемой сети. Элемент ИЛИ 4 увеличивает длительность импульсов счетного триггера 3 на величину, равнзпо длительности 1Фшульсов триггера Шмитта 2, исключая внесение погрешяасти в результат.измерения. В течение длительности импульса элемента И.11И 4 счетчик 7 импульсов ЭГ 5 заполняется импульсами генератора 6, Уставка по частоте запуска устройства устанавливается в двоичном коде на дешифрат.оре 8, который соответствует определенному количе.ству эталонных импульсовj пришедших на счетчик 7 во время существования импульса элемента ИЛИ 4, разрешакицего работу счетчика 7. По переднему фронту импульёа элемента ИЛИ 4 формирователь 10 устанавливает в 1 : триггер зг.прета 12 БУ 9, райрешая прохождение импульсов дешифратора 8 чере элемент И-НЕ 14; триггер 13 з равления, который разрешает работу счетчика 16 БУВВ 15: трйггеры 19 и 20 БФП 18. При частоте напряження контролируемой сети ниже частоты запуска устройства импульсы дешифратора 8 появляются раньше, чем импульсы форьшрователя 11 БУ 9 по заднему фронту измерительных импульсов счетного, триггера 3. При этом импульсы дешифратора устанавливамт в О через элемент И-НЁ 14 ftS-триггер управления БУ 9, который сбрасывает в счетчик 16 импульсов, RS-триггеры выходных почек 26, 29 и 32 через элемент И-НЕ и элемент И 25, а также RS-триггер 2 ,БФП 18. Импульсы, сформированные RS-триггерами 19 и 20 одновременно nocTynawT на сумматор 21 по модулю два., вьщеляя при этом импульс длител ностью, пропорциональной величине пр вьппения. текущего значения частоты на уровнем запуска устройства, который через схему И 22 разрешает п.рохождение импульсов генератора 5 на счетньш вход счетчика 16 импульсов, Однекр, опрокинутый опережающим импульсом де шифратора 8, триггер 13 управления БУ 9 запрещает в этом случае заполне ние счетчика 16 импульсов БУВВ 15. Вследствие .этого, на выходе дешиф ратора I7 импульсы включения появить ся не могут и триггеры исполнительНЬ1Х элементов 26, 29 и 32 останутся в состоянии логического О.. По окончании импульса элемента ИЛИ 4 счетчик 7 ЭГ 5 сбрасывается в О. Таким ,образом, по окончании текзпцёго измерительного импульса ФИИ 1 схема устройства подготовлена .к следующему измерительному циклу, т.е. постуэглению следующего измерительного импульса счётного триггера 3. ... . :... При повьшении частоты напряжения :контролируемой сети выще частоты запуска устройства импульсы формироват ля 11 по заднему фронту измерительных импульсов счетного триггера 13 появляются раньше., чем импульсы дешифратора 8 на величину, пропорциональную превышению текущего значения частоты над частотой запуска устройс ва. При этом до прихода импульсов депшфратора 8 импульсами формировате ля 11 устан.авливаются в триггер 12 запрета, запрещающий импульсам дешифратора 8 сбрасывать в 0, триггер 13 управления БУ 9, триггеры исполнительных органов 26, 29, 32 и RS-триггер 19. Приходящие позже импульсы дешифратора 8 устанавливают в О RS-триггер 20. Импульсы RS-три геров 19 и 20 одновременно поступают на сумматор 21 по модулю два. На выходе последнего формируются импульсы приращения, длительность которБК пропорциональна превьш1ению текущего значения частоты над частотой запуека устройства, а динамика изменения длительности импульсов сумматора 21 по модулю два содержит информацию о 46 динамике изменения частоты контролируемой сети. В течение существования импульса приращения сумматора 21 по модулю два импульсы генератора 6 через элемент И 22 БФП 18 поступают на вход счетчика 16 БУВВ 15. Последний в данном режиме обеспечивает подсчет числа импульсов за каждый измерительный цикл, дозированный импульсом приращения сумматора 21 по модулю два с момента превьш1ения текущего значения ча.стоты запуска устройства. Значение вьще.ржек-времени на срабатывание исполнительных элeмeн OJ- 28, 31 и 34 выходных цепочек устанавливается, на дешифраторе 17 в двоичных кодах, каждый из которых соответствует определенному числу импульсов генератора 5, накопленных на последовательном счетчике 16 с мом.ента достижения уставки запуска устройства и при дозированном поступлении указанных импульсов через БФП 18. Таким образом, имеем дискретный ряд возрастающих по величине заданных чисел импульсов счетчика 16., последовательное достижение которых контролируется дешифратором 17 с вьщачей соответствующих импульсов включения на определенные RS-триггеры 26, 29 и 32 в заданной .последовательности. Если указанная последовательность соответствует убывающей степени ответственности потребителей, включаемых соответствующими выходными цепочками, получаем строго селективную последовательность включения вначале наиболее ответственных, а затем по убывающей степени ответственности потребителей. При этом, время достижения заданного числа ицпульсов на счетчике 16, т.е. формируемая вьщержка времени изменяется в зависимости от величины превьш1ения текущей частоты над уровнем уставки запуска с учетом величины и знака скорости ее восстановления за счет дозировки поступления импульсов на БУВВ 15 При исчезновении входного контролируемого напряжения триггер Шитта 2 ФИИ 1 устанавливается в О. Выходной сигнал триггера Шмитта через схему 24 предотвращения т ожных срабатываний ВК 23 обнуляет триггеры 26, 29 и 32 и препятствует ложному срабатыванию сполнительных органов 28, 31 и 34. Одновременно сигнал с выхода триггеа Шмитта 2 сбрасывает в О счетный

триггер 3, который блокирует дальнейшую работу устройства.

Предлагаемое устройство позволяет наиболее простым способом в минимальном числе дополнительно включаемых элементов получить необходимое число очередей ЧАПВ, соответствующее числу введенных цепочек, исключить в каждой цепочке операции измерения частоты и формирования вьщержки времени.Oneрации при введении Необходимого числа выходных цепочек и соединении их указанным способом являются общими для всех выходных цепочек.

Это позволяет отказаться от введения целого ряда дополнительных измерительных блоков (ЭГ, БФП, БУВВ) и, вследствие этого, к исключению взаимного влияния на селективность включения потребителей погрешностей измерения частоты и формирования вьщержки времени. Этим достигается повышение точности и надежности работы устройства при любых заданных величинах ступеней селективности по частоте и времени между очередями устройства. Очередно сть срабатывания устройства исполнительных органов 28, 31 и 34 не нарушится даже в случае увеличения по какой-либо причине погрешности измерения частоты эталонных генераторов

Наиболее эффективно применение прелагаемого устройства в схемах ЧАПВ энергетических систем, получающих зна чительную часть электрической энергии извне по связям с энергообъединением и- имеющих в своем составе преимущественное число высококатегорийных потребителей электроэнергии. При этом эффективно сокращается перерыв питания потребителей, отключенных Действием автоматической частотной разгрузки и обеспечивается гарантированная последовательность их включения, поскольку время на включение каждого потребителя формируется в зависимости от динамики восстановления частоты, а селективность работы обеспечивается соединением 9ыходн{ 1х цепочек предлагаемым способом.

Таким образом, получаем самонастраивакщуюся структуру ЧАПВ, обеспечивающую включение потребителей в заданной последовательности по степени их ответственности, что способствует повьщ1ению надежности работы энергосистемы и ответственных потребителей при ликвидации аварийных режимов, связанных с возникновением дефицитов активной мощности.

Формула изобретения

Устройство частотного автоматического повторного включения потребителей по авт.св. № 748624, отличающееся тем, что, с целью обеспечения еелективного автоматического включения потребителей по степени их ответственности, дополнительно введены выходные цепочки, каждая из которых состоит из последовательно соединенных RS-триггера, инвертора и исполнительного элемента, причем R-BXOды -КЗ-триггеров каждой цепочки объединений и подсоединены ко второму промежуточному вжоду выходного каскада, а S-входы RS-триггеров каждой цепочки подсоединены к соответствующим выход блока управления вьщержко времени.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I: Авторское свидетельство СССР 748624, кл. Н 02 Н 3/06, 19.05.78.