(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
746767
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 соединены
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.