(54) РЕЛЕ ЧАСТОТЫ Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано дл частотного регулировани режима работы энергосистем., Известны реле частоты, содержащие формирователь импульсов с длительностью периода контролируемого напр жени и соединенный с ним разр дный контур, состо щий из резистора и конденсатора При изменении частоты контролируемого напр жени измен етс ток через разр дный контур, что вызывает срабатывание реле. Недостатком этого реле вл ютс ограниченные функциональные возможности вследствие отсутстви органа выдержки времени и неучета скорости Изменени частоты. Наиболее близким по технической сущ ности к изобретению вл етс устройство содержащее формирователь импульсов,, блок контрол частоты, блок управлени , орган выдержки времени и дополнительный элемент f2J , Действие устройства основано на сравнении длительности за-. данного количества периодов эталонного генератора с длительностью контролируемого периода. Недостатком данного устройства вл ютс ограниченные функциональные возможности , обусловленные отсутствием зависимости выдержки времени срабать вани реле от частоты. В св зи с этим возникают значительные трудности согласовани врем частотной характеристики реле с частотными характеристи-г ками энергосист« 1ы. Целью изобретени вл етс расширение функциональных возможностей путем обеспечени зависимости времени срабатывани реле от частоты. Это достигаетс тем, что реле частоты , содержащее трансформатор, первична обмотка которого подключена к Контролируемой сети, триггер Шмитта, три ,-триггера, - триггер, первый и второй формирователи импульсов, элемент ЗАПРЕТ, генератор импулвлов, делитель частоты, два счетчика импульсо выходы которых соединены с дешифраторами , элемент И, дза элемента НЕ и исполнительный элемент, при этом вторична обмотка трансформатора соединена с триггером Шмитта непосредственно и через первый элемент НЕ с инверткруш ым / -входом Р-Т-триггера, пр мой выход последнего еоединен с вхоДйми обоих формирователей и пусковым входом первого счетчике, счетный вход которого подключен к выходу генератора импульсов, выход первого формщювател соединен с 5 -входом первого7J-5- триг гера и / -входом второго -тригге ра, выход второго формиро1вател соединен через элемент ЗАПРЕТ с R -входом первого -S-триггера и с первым входом элетлента И, инверсный выход второг R - S -триггера соединен с запрешаю .щйм входом элемента ЗАПРЕТ, а пр мой выход первого Р -3 -триггера соединен с пусковым входом второго счетчика , счетный вход которого соединен с выхЪдом делител частоты, выход первого дешифратора соединен с S -входом второго R-S -триггера, выход первого элемента НЕ соединен с вторым входом первого элемента И, выход первого элемента И присоединен к R -входу третьего -триггера, к -входу которого подключен выход второго деин ратора , пр мой выход третьего 5-три гера через второй элемент НЕ присоеди нен к исполнительному элементу дополнительно снабжено вторым элементом И и четвертым -триггером, при этом Я -вход последнего соединен с выходо . второго формировател 5 -вход четвертого / - -триггера соединен с выходом первого дешифратора, а выход четвертого -S -триггера со единен с первым входом второго элемента И, второй :вход которого соединен с генерато юм, а выход второго элемента И соединен с входом делител частоты. На фиг. 1 приведена фуйкциональн схема устройства; на фиг. 2 представлены врем импульсные диаграммы рабо , ты устройства при частоте контролируемой сети выше частоты запуска; на фиг. 3 а и 36 - тоже при частоте контролируемой сети ниже частоты запуска к при дальнейшем ее повышенш. Устройство содержит формирователь измерительных импульсов, который состоит из последовательно соединенных . триггера Шмнтта 2 и Я -Т-триггера 3 и предназначен дл формировани иаме7 рительных юлпульсов; блок 4 контрол частоты, состо щий из последовательно соединенных генератора 5 импульсов, счетчика 6 импульсов и деигифратора 7 и предназначенный дл измерени длительности периода измерительного импульса путем контрол числа импульсов генератора, уложившихс в длительности периода измер емого импульса; блок 8 управлени , состо щий из первого 9 и второго 10 формирователей коротких импульсов соответственно по переднему и заднему фронту измерительного импульса , первого 11 и второго 12 R-S -триггеров управлени и возврата, элемента ЗАПРЕТ 13; орган 14 выдержки времени, .состо щий из последовательно соединенных делител 15 частоты счетчика 16 импульсов, второго дешифратора 17 и предназначенный дл формировани , временной выдержки; орган 18 формировани приращени , состо щий из последовательно соединенных четвертого R-S-тр ггера 19 и второго элемента И 20 и предназначенный дл формировани импульса приращени текущего периода частоты к заданному и получени импульсов, количество которых пропорционально величине отклонени частоты от заданного уровн за один цикл измерени ; выходной орган 211 состо щий из последовательно соединенных первого элемента НЕ 22, первого элемента И 23, третьего / 5 -триггера 24, второго элемента 25 НЕ и исполнительного элемента 26, Устройство работает следующим образом . При подбче на вход триггера Шмитта 2 напр жени с частотой контролируемой сети последний в каждый положительный полупериод формирует пр моухчзльные импульсы Д , поступающие на вход триггера 3. На входе последнего. форм1фуютс пр моугольные импульсы длительностью равные периоду напр жени контролируемой частоты. По переднему фронту измерительного импульса V формирователь коротких импульсов 9 импульсом Ug устанавливает в состо ние логической триггер 11, тем самым разреша работу счетчика 16 импульсов. Одновременно импульсом UQ формировател 9 устанавливаетс в состо ние логического О трихтер 12. Логическа I инверсного выхода последнего обеспечивает переключение триггера 11 в состо ние логического О импульсом , формировател коротких импульсов 10 по заднему фронту измерительно17о импульса U , . . сбрасыва счетчик 16 mvinynbcos. В течение длительности измерительного импульса и импульсами генератора 5 заполн етс счетчик 6 импульсов. Уставка по частоте запуска устройства t.g представлена двоичным кодом дешидзатора 7, который соответствует количеству импульсов, пришедших на счетчик 6 импульсов за длительность измерительного импульса L , соответствувдщую заданной уставке по частоте запуска. При частоте напр жени контролируемой сети выше частоты уставки запуска устройства (см. фиг. 2) за врем длительности измерительного импульса Vз количество импульсов генератора 5 не достигает заданного значени и на выходе дешифратора 7 не форм1фуетс импульс достижени заданной частоты U Состо ми триггера 12 и триггера 19 остаютс неизменными. В конце иамерительного импульса С :сбрасываетс счетчик 6 импульсов, одновременно коротким импульсом UfQ формировател 1 О .переключаютс в состо тше логического О триггер 11, сбрасыва счетчик 16 импульсов, к триггер 19. Таким образом , по окончании измерительного имлульса и счетчики 6 и 16 импульсов и триггеры 11, 12 и 19 подготовлены к следующему анклу иалерени , т.е. пост лению следующего измерительного импульса t . При.снижении частоты контролируемого напр жени ниже уставки запуска (см. фиг. 3) длительность измерительно импульса и увеличиваетс и на счетчике 6 импульсов количество импульсов достигает заданного. При этом на выхо де дешифратора 7 по вл етс импульс достижени заданной частоты I торый устанавливает в состо йие логической триггер 12 и триггер 19. Логическим О инверсного выхода триг гера12 через элемент ЗАПРЕТ 13 запрещаетс сброс триггера 11 и тригтге- ра 24 в состо ние логического О импутшсом 10 формировател 10 по заднем фронту измерительного импульса 1} , Таким образом, триггер 11 блока 8 управлени будет хранить состо ние ло гической I на пр мом выходе и обеспечит работу счетчика 16 импульсов в течение времени существовани режима , при котором частота входного, сигнала ниже частоты .. уставки запуска . Кроме этого, по окончании измерительного ик пульса 6 короткими импульсами KQ формировател Ю устанавливаетс в состо ние логического О триггер 19. На выходе последнего в конце каждого измерительного импульса U формируютс импульсы приращени Vig, длительностью пропорциональные отклонению текущего значени частоты f от зада1шого уровн . Увеличение длительности каждого последующетО импульса Цд характеризует скорость понижени частоты, отсутствие пр1фащени длительности каждого последующего импульса O3rt tчает зависание частоты на определенном уровне, а сокращение длительности каждого последующего импульса U характеризует скорость повышени частота контролируетлой сети. Таким образом, последовательность И1ипульсов 1 содер- жит 1П1формацшо о величине отклонени контроЛ1фуемой частоты от заданного уровн , величине и знаке скорости измен eHjra встоты. В течение длительности импульса импульсы,i o ®нератора 5 через элемент И 2О поступают через делитель 15 на вход счетчика 16 импульсов. При этом число импульсов , за каждый измерительный цикл определ етс длительностью i импульса . Значение выдержки времени на срабатывание устройства устанавливаетс на дешифраторе 17 в двоичном коде, который соответствует заданному числу импульсов, пришедших на счетчик 16 . . импульсов. При этом формируема выдержка времени на Срабатывание устройства принимает свое максимальное значение в случае. снижени частоты контролируемой сети ниж;е значени частоты запуска на величину, когда длительность импульса приращени обеспечивает прохождение на счет одного импульса Uy.Q за каждый изм ительный цикл. При дальнейшем увеличении длительности импульсов ,т.е. уменьшении частоты контролируемой сети, .и поступлении на вход делител 15 пачки импульсов за каждый измерительный цикл, заданный код дешифратора 17 будет достигнут за меньшее врем . Таким образом, интегральна выдержка времени ка срабатывание определ етс путем подсчета за каждый измерительный цикл импульсов 1/2 и накоплени их до момента достижени заданн:ого кода дешифратора 17, а сформированное(54) FREQUENCY RELAYS The invention relates to electrical engineering and can be used for frequency control of the power system. Frequency relays are known that contain a pulse shaper with a controlled voltage period and a discharge circuit connected to it, consisting of a resistor and a capacitor. the frequency of the monitored voltage changes the current through the discharge circuit, which causes the relay to trip. The disadvantage of this relay is its limited functionality due to the absence of a time delay organ and the neglect of the rate of the frequency change. The closest in technical terms to the invention is a device containing a pulse shaper, a frequency control unit, a control unit, a time delay member and an additional element f2J. The operation of the device is based on a comparison of the length of time. given number of periods of the reference generator with the duration of the controlled period. The disadvantage of this device is limited functionality, due to the lack of dependence of the time delay to trigger the relay on the frequency. In this connection, there are considerable difficulties in matching the time of the frequency response of a relay with the frequency response of an energy system. The aim of the invention is to enhance the functionality by ensuring the relay response time is dependent on frequency. This is achieved by the fact that a frequency relay containing a transformer, the primary winding of which is connected to the supervised network, Schmitt trigger, three, triggers, is a trigger, the first and second pulse drivers, the BANNER element, pulse generator, frequency divider, two pulse counters whose outputs connected to the decoders, the element And, za of the element is NOT and the actuating element, while the secondary winding of the transformer is connected to the Schmitt trigger directly and through the first element to the non-inverted / -RP-flip-flop input, direct The output of the latter is connected to the inputs of both drivers and the starting input of the first counter, the counting input of which is connected to the output of the pulse generator, the output of the first actuator is connected to the 5 input of the first 7J-5 to Trigger and the input of the second trigger, the output of the second driver is connected through the BANCH element with the R input of the first S trigger and the first input of the I element, the inverse output of the second R - S trigger, is connected to the forbidden input of the BAN element and the direct output of the first P –3 trigger of the second counter, the even input of which is connected to the output of the frequency divider, the output of the first decoder is connected to the S input of the second RS trigger, the output of the first element is NOT connected to the second input of the first element AND, the output of the first element AND is connected to the R input of the third TRIGGER, to input the output of the second actuator is connected, the direct output of the third 5-three hera through the second element is NOT connected to the actuator element is additionally equipped with the second element AND and the fourth with a trigger, while the I-input of the last is connected to the output. the second shaper 5 - the fourth / - trigger input is connected to the output of the first decoder, and the fourth -S trigger output is connected to the first input of the second element And, the second: the input of which is connected to the generator yom, and the output of the second element And connected to the input of the divider frequencies. FIG. 1 shows the fuctional scheme of the device; in fig. Figure 2 shows the time pulse diagrams of the device at the frequency of the monitored network above the start frequency; in fig. 3 a and 36 are also at the frequency of the monitored network below the start frequency k, with its further increase. The device contains a shaper measuring pulses, which consists of series-connected. Schmntt 2 and I -T-flip-flop 3 and is designed to form imameral julper pulses; a frequency control unit 4 consisting of a pulse generator 5 connected in series, a pulse counter 6 and a de-diffuser 7 for measuring the duration of the measuring pulse period by monitoring the number of generator pulses packed in the period of the measured pulse; a control block 8 consisting of the first 9 and second 10 shapers of short pulses, respectively, on the leading and trailing edges of the measuring pulse, the first 11 and the second 12 R-S control and reset triggers, BAN 13; a time delay body 14, consisting of a series-connected divider 15 of the frequency of the pulse counter 16, a second decoder 17, and intended to form a time delay; an increment forming body 18, consisting of series-connected fourth R-S-tr of the governer 19 and the second element 20, and intended to form an increment pulse of the current frequency period to a predetermined and receive pulses, the number of which is proportional to the magnitude of the frequency deviation from the predetermined level during one measurement cycle; the output body 211 consisting of the first element HE 22, connected in series, the first element I 23, the third / 5 trigger 24, the second element 25 NOT and the actuating element 26. The device operates as follows. When podbche to the input of the Schmitt trigger 2 voltage with the frequency of the monitored network, the latter in each positive half-period generates powerful pulses D arriving at the input of the trigger 3. At the input of the latter. Forms of rectangular pulses of duration equal to the period of the voltage controlled frequency. On the leading edge of the measuring pulse V, the driver of the short pulses 9 with the pulse Ug sets the state of the trigger 11, thereby enabling the operation of the counter 16 pulses. At the same time, the pulse UQ of the driver 9 is set to the logic state of the trichter 12. The logical I inverse output of the latter switches the trigger 11 to the state of the logical pulse, the driver of the short pulses 10 on the falling edge of the measuring pulse U. . resetting the counter 16 mvinynbcos. During the duration of the measuring pulse and the pulses of the generator 5, the counter of 6 pulses is filled. The setpoint for the startup frequency of the device t.g is represented by the binary code of the deshidzator 7, which corresponds to the number of pulses that arrived at the counter 6 pulses for the duration of the measuring pulse L, corresponding to the preset setpoint for the trigger frequency. When the voltage of the monitored network is higher than the setpoint startup frequency of the device (see Fig. 2), during the duration of the measuring pulse Vz, the number of pulses of the generator 5 does not reach the specified value, and the output of the decoder 7 does not generate a pulse to reach the specified frequency U Trigger state 12 and trigger 19 remain unchanged. At the end of the measuring pulse C: the pulse counter 6 is reset, while the short pulse UfQ of the former 1 O is switched in the logical O trigger 11, resetting the counter 16 pulses to trigger 19. Thus, at the end of the measuring impulse, the counters 6 and 16 pulses and triggers 11, 12, and 19 are prepared for the next ankle and alerenium, i.e. Post the next measurement pulse t. When the frequency of the monitored voltage decreases below the trigger setpoint (see Fig. 3), the duration of the measuring pulse increases and the number of pulses on the counter of 6 pulses reaches a predetermined one. At the same time, the impulse 7 reaches the output of the decoder 7, which sets the state to logical trigger 12 and trigger 19. Logic O the inverse output of trigger 12 through prohibit element 13 prohibits resetting trigger 11 and trigger 24 to logical state About an impulse 10 of the imaging unit 10 on the trailing edge of the measuring pulse 1}. Thus, the trigger 11 of the control unit 8 will store the state of logical I at the direct output and ensure the operation of the counter of 16 impulses during Hur frequency of the input signal below the frequency setting .. launch. In addition, at the end of the measuring infrared pulse 6, the short pulses KQ of the imaging unit Yu are set to the state of logic O trigger 19. At the output of the latter, at the end of each measuring pulse U, increment pulses Vig are generated, which are proportional to the deviation of the current frequency f value from the target level. An increase in the duration of each successive pulse CSd characterizes the rate of decrease in frequency, the lack of activation of the duration of each successive pulse O3rt determines the frequency hang at a certain level, and the reduction in the duration of each subsequent pulse U characterizes the rate of increase in the frequency of the controlled network. Thus, the sequence of Pulses 1 contains a 1P1 format about the magnitude of the deviation of the controlled frequency from a given level, the magnitude and sign of the rate of change in the eHjra of the wave. During the pulse duration, the pulses, i o ® of the 5, through the element I 2O arrive through the divider 15 to the input of the counter of 16 pulses. The number of pulses for each measuring cycle is determined by the duration i of the pulse. The time delay value for triggering the device is set on the decoder 17 in binary code, which corresponds to the specified number of pulses arriving at counter 16. . pulses. In this case, the generated time delay for the device operation takes its maximum value in the case. reducing the frequency of the monitored network to the lower; e start frequency by an amount when the incremental pulse duration ensures the passage to the account of one pulse Uy.Q for each measuring cycle. With a further increase in the duration of the pulses, i.e. reducing the frequency of the monitored network, and arriving at the input of the divider 15 bursts of pulses for each measuring cycle, the specified code of the decoder 17 will be reached in less time. Thus, the integral time delay ka operation is determined by counting the pulses 1/2 for each measuring cycle and accumulating them until the given code: the decoder code 17, and the generated
746767746767
7 временное ускоренно на срабатывание опредеЛйетс скоростью изменени частоты. По истечении времени, сформированного в зависимости от глубины и скорости понижени частоты, на выходе дешифратора 17 по витс импульс 7 который устанавливает в состо ние логической 1 триггер 24, что приводит к срабатыванию исполнительного элемен та 26 через элемент НЕ 25. При увеличении частоты выше уставк запуска (см. фиг. 36)I длительность измерительного импульса уменьшаетс и на выходе дешифратора 7 исчезают импульсы достижени заданной частоты . Вследствие этого тригге 12 разрешает импульсам j/ формиров тел 1О устанавливать в состо ние логического О триггер 11, который сбр сывает счетчик 16 импульсов, и через элемент 23, триггер 24, элемент НЕ 2 обеспечивает возврат исполнительного элемента 26 в исходное несработаштоё состо ние. При исчезновении напр жени на вы ходе триггера Шмитта 2 последний уста навливаетс в состо ние логического О Сигнал с выхода триггера 2, воздейству на элементы 22, 23 и 24, преп тствует ложному срабатыванию исполнительного элемента 26. Одновремен но сигнал с выхода элe лeнтa НЕ 22 устанавливает в состо ние логического О триггер 3, который сбрасывает счетчик 6 импульсов. Кроме этого, формирователь 10 формирует сигнал, устанавливающий через элемент ЗАПРЕТ 13 триггер 11 в. состр йие логического О и сбрасывающий счетчик 16 импульсов. Таким образом, введение в известное устройство новых элементов и св1 зей расшир ет функциональные возможности путём обеспечени зависимости выдержк времени срабатывани реле от частоты и 3 о б р ё т е н и Ф о р м у Реле частоты, содержащее трансформатор , первична обмотка которого подключена к контролируемой сети, триггер Шмитта, три / -5-триггера, / -7 -трште первый и второй формирователи импульсов , элемент ЗАПРЕТ, генератор импуль сов, делитель частоты, два счетчика импульсов, выходы которых соединены7 temporary accelerated response is determined by the rate of change of frequency. After the time formed depending on the depth and speed of the frequency decrease, at the output of the decoder 17 there is a spin 7 which sets the state to logic 1 flip-flop 24, which triggers the actuator 26 through the HE element 25. When the frequency rises above the setpoint start (see Fig. 36) I the duration of the measuring pulse is reduced and at the output of the decoder 7 the pulses of reaching the specified frequency disappear. As a consequence, the trigger 12 allows the pulses j / shapes of the 1O body to install into a state of logical O a trigger 11, which resets the counter 16 pulses, and through element 23, trigger 24, the HE 2 element returns the actuator 26 to its initial non-operating state. With the disappearance of the voltage on the Schmitt trigger 2 output, the latter is set to the logical state. The signal from the trigger 2 output, acting on the elements 22, 23 and 24, prevents the actuator 26 from false triggering. At the same time, the signal from the HE output element 22 sets the state of the logical trigger 3, which resets the counter 6 pulses. In addition, the driver 10 generates a signal that establishes a trigger 11 through the element BAN 13. Comparison of the logical O and reset counter of 16 pulses. Thus, the introduction of new elements and connections into the known device expands the functionality by providing the dependence of the delay times of the relay response on the frequency and on the 3rd phase of the Frequency Relay, which contains the transformer, the primary winding of which is connected to the controlled network, Schmitt trigger, three / -5-trigger, / -7-first and second pulse formers, BAN element, pulse generator, frequency divider, two pulse counters, whose outputs are connected
8 С дешифраторами, элемент И, два йломента НЕ и исполнительный элемент, при этом вторична обмотка трансформатора соединена с триггером Шмитта непосредственно и через первый элемент НЕ с инвертируемым R -входом / -Ттриггера , пр мой выход последнего соединен с входами обоих формирователей и пусковым входом первого счетчика, счетный вход которого подключен к выходу генератора импульсов, выход первого . фо1ыировател соединен с 3 -входом первого R S -триггера и R -входом второго R-3- триггера, выход второго формировател соединен через элемент ЗАПРЕТ с R -вх;одом первого R -S -триггера и с первым входом элемента И, инверсный выход второго R ,-триггера соединен с запрещающим входом элемента ЗАПРЕТ, а пр мой выход первого R - Sтркггера соединен с пусковым входом второгосчетчика, счетный вход которого соединен с выходом делител частоты, выход первого дешифратора соединен с $ -входом второго р-5-триггера, выход первого элемента НЕ соединен с вторым входом первого элемента И, бБ1ход первого элемента И присоединен к R -входу третьего -5 -триггера, к -входу которого подключен выход второго дешифратора , пр мой выход третьего / - -триггера через второй элемент НЕ присоединен к исполнительному элементу, отличающеес тем, что, с целью расширени функциональных возможностей путем обеспечени зависимости времени срабатывани реле от частоты, оно дополнительно снабжено вторым элементом И и четвертым К - S -триггером, при этом -вход последнего соединен с выходом второго формировател , .S -вход четвертого / -5-триггера соединен с выходом первого дешифратора, а выход четвертого S -триггера соединен с первым вх;одом второго элемента И, второй вход которого соединен с генератором, а выход второго элемента И соединен с входом делител частоты. Источни1 и информации, прин тые во внимание при экспертизе . 1, Авторское свидетельство СССР М« 493830, кл. Н 01 .Н 83/ОО, 1975. , 2. Беличенко В. И., Иванов Г. К., Сережников О. Д. Счетно-импульсное реле частоты. - Изв. вузов Электромеханика , 1977, № 9, с. 1О42-1О44.8 With decoders, element I, two pieces of NOT and an actuator, with the secondary winding of the transformer connected to the Schmitt trigger directly and through the first element NOT with an invertible R input / Trigger, the direct output of the latter is connected to the inputs of both drivers and the starting input the first counter, the counting input of which is connected to the output of the pulse generator, the output of the first. The forwarder is connected to the 3rd input of the first RS trigger and the R input of the second R-3 trigger, the output of the second driver is connected through the BAN element to the R output, the first R output switch, and the inverse output of the second R, -trigger is connected to the prohibiting input of the BANNER element, and the direct output of the first R - SRgkgera is connected to the starting input of the second counter, the counting input of which is connected to the output of the frequency divider, the output of the first decoder is connected to the $ -input of the second p-5-trigger, output the first element is NOT connected to the second input The first element And, the BB1 input of the first element And is connected to the R input of the third -5 Trigger, to the input of which the output of the second decoder is connected, the direct output of the third / - Trigger via the second element is NOT connected to the actuator, characterized in that In order to expand the functionality by providing the relay response time to frequency dependent, it is additionally equipped with a second AND element and a fourth K-S trigger, with the last input connected to the second driver, the S input four. a solid / -5 flip-flop is connected to the output of the first decoder, and the output of the fourth S-trigger is connected to the first input, the second element And, the second input of which is connected to the generator, and the output of the second element And is connected to the input of the frequency divider. Source and information taken into account in the examination. 1, USSR Author's Certificate M "493830, cl. N 01 .N 83 / OO, 1975., 2. Belichenko V.I., Ivanov G.K., Serezhnikov О.D. D. Pulse Counter Frequency Relay. - Izv. Universities of Electromechanics, 1977, No. 9, p. 1О42-1О44.