RU2222088C1 - Synchronizing relay - Google Patents

Synchronizing relay Download PDF

Info

Publication number
RU2222088C1
RU2222088C1 RU2002115444/09A RU2002115444A RU2222088C1 RU 2222088 C1 RU2222088 C1 RU 2222088C1 RU 2002115444/09 A RU2002115444/09 A RU 2002115444/09A RU 2002115444 A RU2002115444 A RU 2002115444A RU 2222088 C1 RU2222088 C1 RU 2222088C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
averaging
input
adder
generating
Prior art date
Application number
RU2002115444/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002115444A (en
Inventor
И.К. Пухов
Original Assignee
Пухов Игорь Константинович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Пухов Игорь Константинович filed Critical Пухов Игорь Константинович
Priority to RU2002115444/09A priority Critical patent/RU2222088C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2222088C1 publication Critical patent/RU2222088C1/en
Publication of RU2002115444A publication Critical patent/RU2002115444A/en

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: synchronizing relay has measuring transducer, adder, comparator, final element, and three averaging and residual-signal shaping units. Relay incorporates provision for eliminating impact of short-time failure of generator frequency and high-frequency noise on its operation. EFFECT: enhanced precision. 1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве реле синхронизации генератора при его включении в сеть. The invention relates to electrical engineering and can be used as a generator synchronization relay when it is connected to the network.

Известно устройство, содержащее последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, двоичный счетчик, дешифратор, формирователь импульсов и исполнительный элемент, выполненный в виде транзистора [1]. A device is known that contains a series-connected clock generator, a binary counter, a decoder, a pulse shaper and an actuator made in the form of a transistor [1].

Недостатком устройства является относительно узкие функциональные возможности, не позволяющие использовать его в качестве реле синхронизации. The disadvantage of this device is the relatively narrow functionality that does not allow using it as a synchronization relay.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее последовательно соединенные измерительный преобразователь, первый блок дифференцирования, второй блок дифференцирования, сумматор, второй и третий входы которого соединены с выходами измерительного преобразователя и первого дифференцирующего блока, компаратор и исполнительный элемент [2]. The closest in technical essence to the proposed device is a device containing a series-connected measuring transducer, a first differentiation unit, a second differentiation unit, an adder, the second and third inputs of which are connected to the outputs of the measuring transducer and the first differentiating unit, a comparator and an actuator [2].

Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно низкая точность в условиях кратковременных сбоев в фазовом рассогласовании сигналов сети и генератора или высокочастотных помех. The disadvantage of the closest technical solution is the relatively low accuracy in the conditions of short-term malfunctions in the phase mismatch of the network and generator signals or high-frequency interference.

Техническим результатом изобретения является повышение точности. The technical result of the invention is to increase accuracy.

Этот технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее измерительный преобразователь, первый и второй входы которого являются входами для подключения сигнала сети и генератора и предназначенный для преобразования угла сдвига фазы между напряжением сети и напряжением генератора в постоянное напряжение, и последовательно соединенные сумматор, компаратор и исполнительный элемент, введены первый, второй и третий блоки усреднения и формирования разностного сигнала. This technical result is achieved in that in a device containing a measuring transducer, the first and second inputs of which are inputs for connecting a network signal and a generator and designed to convert the phase angle between the mains voltage and the voltage of the generator into a constant voltage, and a series-connected adder, comparator and an actuating element, the first, second, and third blocks of averaging and generating a difference signal are introduced.

При этом вход первого блока усреднения и формирования разностного сигнала соединен с выходом измерительного преобразователя, первый выход - с первым входом сумматора, а второй выход - с входом второго блока усреднения и формирования разностного сигнала, первый выход которого соединен со вторым входом сумматора, а второй выход - с входом третьего блока усреднения и формирования разностного сигнала, первый выход которого соединен с третьим входом сумматора. In this case, the input of the first block of averaging and generating a differential signal is connected to the output of the measuring transducer, the first output is connected to the first input of the adder, and the second output is the input of the second block of averaging and generating a difference signal, the first output of which is connected to the second input of the adder, and the second output - with the input of the third block of averaging and the formation of a difference signal, the first output of which is connected to the third input of the adder.

При этом каждый из первого, второго и третьего блоков усреднения и формирования разностного сигнала выполнен в виде последовательно соединенных блока вычитания, первый вход которого является входом блока усреднения и формирования разностного сигнала, сумматора и фильтра-усреднителя, выход которого является первым выходом блока усреднения и формирования разностного сигнала и соединен со вторыми входами сумматора и блока вычитания, выход которого является вторым выходом блока усреднения и формирования разностного сигнала. Moreover, each of the first, second and third blocks of averaging and generating a differential signal is made in the form of series-connected subtraction units, the first input of which is the input of a block of averaging and generating a difference signal, an adder and an averaging filter, the output of which is the first output of the averaging and generating unit a difference signal and is connected to the second inputs of the adder and the subtraction unit, the output of which is the second output of the averaging unit and the formation of the difference signal.

На фиг. 1 представлена электрическая структурная схема реле синхронизации, на фиг.2 - блока усреднения и формирования разностного сигнала. In FIG. 1 is an electrical block diagram of a synchronization relay; in FIG. 2, an averaging and differential signal generating unit.

Реле синхронизации (фиг.1) содержит последовательно соединенные измерительный преобразователь 1, первый блок 2 усреднения и формирования разностного сигнала, сумматор 3, компаратор 4 и исполнительный элемент 5, второй блок 6 усреднения и формирования разностного сигнала, вход которого соединен со вторым выходом первого блока 2 усреднения и формирования разностного сигнала, а выход соединен со вторым входом сумматора 3, и третий блок 7 усреднения и формирования разностного сигнала, вход которого соединен с выходом второго блока 6 усреднения и формирования разностного сигнала, а выход соединен с третьим входом сумматора 3. The synchronization relay (figure 1) contains a series-connected measuring transducer 1, the first block 2 of averaging and generating a differential signal, an adder 3, a comparator 4 and an actuating element 5, the second block 6 of averaging and forming a difference signal, the input of which is connected to the second output of the first block 2 averaging and generating a differential signal, and the output is connected to the second input of the adder 3, and the third block 7 averaging and generating a differential signal, the input of which is connected to the output of the second block 6 of averaging and the formation of a differential signal, and the output is connected to the third input of the adder 3.

Первый 2, второй 6 и третий 7 блоки усреднения и формирования разностного сигнала (фиг.2) выполнены в виде последовательно соединенных блока 8 вычитания, первый вход которого является входом упомянутого блока, сумматора 9 и фильтра-усреднителя 10, выход которого является выходом упомянутого блока и соединен со вторыми входами сумматора 9 и блока 8 вычитания, выход которого является вторым выходом упомянутого блока. The first 2, second 6 and third 7 blocks of averaging and generating the differential signal (Fig. 2) are made in the form of series-connected subtraction units 8, the first input of which is the input of the said block, adder 9 and the average filter 10, the output of which is the output of the said block and connected to the second inputs of the adder 9 and the subtraction unit 8, the output of which is the second output of the said block.

Исполнительный элемент 5 может быть выполнен в виде обмотки реле с соответствующими контактами, которая через усилитель и включенный на его входе элемент с изменяющимся состоянием (например, транзистор с нулевым исходным состоянием), соединена с выходом компаратора 4. Измерительный преобразователь 1 выполняет преобразование угла сдвига фазы δ между напряжением сети и напряжением генератора в постоянное напряжение Uδ и может иметь ту же конструкцию, что и в прототипе. При аналоговом выполнении блока 8 вычитания, его вход является взвешенным. В качестве фильтра-усреднителя 10 может быть использован фильтр нижних частот. При цифровой версии устройства, на выходе измерительного преобразователя 1 включается аналого-цифровой преобразователь, блоки 8 вычитания имеют взвешенный первый вход, а фильтры-усреднители 10 могут быть выполнены в виде стандартного цифрового нерекурсивного фильтра, содержащего последовательно соединенные ячейки регистра сдвига, выходы которых через соответствующие ему умножители на величину 1/к, где к - число ячеек фильтра, соединены с входом сумматора, на выходе которого формируется оценка среднего значения величин поступивших отсчетов на скользящем во времени текущем интервале усреднения. Остальные блоки устройства являются стандартными блоками электротехники. Цепи питания блоков на чертеже опущены как несущественные в рамках данной заявки. Аналогично опущены несущественные цепи синхронизации цифровых элементов при использовании цифровой версии устройства. The actuating element 5 can be made in the form of a relay winding with corresponding contacts, which is connected to the output of the comparator 4 through the amplifier and an element with a changing state (for example, a transistor with a zero initial state) turned on at its input. Measuring transducer 1 performs phase shift angle conversion δ between the mains voltage and the voltage of the generator into a constant voltage Uδ and may have the same design as in the prototype. In the analog execution of block 8 subtraction, its input is weighted. As the filter-averager 10 can be used a low-pass filter. With the digital version of the device, an analog-to-digital converter is turned on at the output of the measuring transducer 1, the subtraction units 8 have a weighted first input, and the averaging filters 10 can be made in the form of a standard digital non-recursive filter containing series-connected shift register cells, the outputs of which are through the corresponding multipliers by 1 / k, where k is the number of filter cells, connected to the input of the adder, the output of which forms an estimate of the average value of the received counts to the moving average time interval moving in time. The remaining units of the device are standard units of electrical engineering. The power supply circuits of the blocks in the drawing are omitted as non-essential in the framework of this application. Similarly, non-essential synchronization circuits of digital elements are omitted when using the digital version of the device.

Работает реле синхронизации следующим образом. The synchronization relay operates as follows.

При включении реле на выходе измерительного преобразователя 1 формируется сигнал Uδ, величина которого пропорциональна разности фаз сигналов напряжения генератора и сети [2; с.351, рис.12. 12; с.352, рис.12. 13]. Как показано в известной литературе [2, с. 352], условием включения генератора с запаздыванием на заданную величину tоп, обеспечивающую синхронизацию генератора и сети является выполнение следующего равенства:
Uδ+(dUδ/dt)•tоп+(d2Uδ/dt2)•t 2 оп /2 = U,
где dUδ/dt, d2Uδ/dt2 - первая и вторая производные от Uδ;
U - значение Uδ при разности фаз между сигналами напряжения генератора и сети, равное 2π(0).
When the relay is switched on, the signal Uδ is formed at the output of the measuring transducer 1, the value of which is proportional to the phase difference of the voltage signals of the generator and the network [2; p. 351, fig. 12. 12; p. 352, fig. 12. thirteen]. As shown in the known literature [2, p. 352], the condition for turning on the generator with a delay by a given value t op , ensuring synchronization of the generator and the network is the following equality:
Uδ + (dUδ / dt) • t op + (d 2 Uδ / dt 2 ) • t 2 op / 2 = U ,
where dUδ / dt, d 2 Uδ / dt 2 are the first and second derivatives of Uδ;
U is the value of Uδ when the phase difference between the voltage signals of the generator and the network is 2π (0).

Сумма, указанная в левой части этого уравнения формируется на выходе сумматора 3. Предварительно сигнал Uδ проходит последовательно через блок 8 вычитания и сумматор 9 первого блока 2 и не изменяясь (поскольку из него вычитается и с ним суммируется один и тот же сигнал с выхода фильтра-усреднителя 10) поступает на вход фильтра-усреднителя 10, в котором сглаживаются высокочастотные помехи различной природы. Поэтому на первый вход сумматора 3 из первого блока 2 поступает свободная от высокочастотных помех оценка величины Uδ. The sum indicated on the left side of this equation is formed at the output of the adder 3. Previously, the signal Uδ passes sequentially through the subtraction unit 8 and the adder 9 of the first unit 2 and does not change (since the same signal from the filter output is subtracted from it and summed with it) averager 10) is fed to the input of the averaging filter 10, in which high-frequency interference of various nature is smoothed. Therefore, the first input of the adder 3 from the first block 2 receives a free from high-frequency interference estimate of the value of Uδ.

Кроме того, сигнал с выхода бока 8 вычитания первого блока 2 поступает на вход второго блока 6, с выхода которого на второй вход сумматора 3 поступает оценка величины dUδ/dt. Аналогично на выходе третьего блока 7 формируется оценка величины d2Uδ/dt2, которая поступает на третий вход сумматора 3, результирующий сигнал с выхода которого сравнивается в компараторе с пороговым значением U. В момент равенства на выходе компаратора 4 формируется короткий импульс с уровнем логической единицы, приводящий к срабатыванию исполнительного элемента 5. Этим самым обеспечивается синхронное подключение генератора к сети.In addition, the signal from the output of the side of the subtraction 8 of the first block 2 is fed to the input of the second block 6, from the output of which the second input of the adder 3 receives an estimate of dUδ / dt. Similarly, at the output of the third unit 7 formed estimate of d 2 Uδ / dt 2 which is supplied to the third input of the adder 3, the resulting signal from the output of which is compared in a comparator with a threshold value U 2π. At the moment of equality, a short impulse is formed at the output of comparator 4 with a logic unit level, leading to the actuation of the actuating element 5. This ensures a synchronous connection of the generator to the network.

Таким образом, в предложенном техническом решении повышается точность работы, поскольку исключается влияние кратковременных сбоев частоты генератора и высокочастотных помех на работу реле. Thus, in the proposed technical solution, the accuracy increases, since the influence of short-term malfunctions of the generator frequency and high-frequency interference on the relay operation is eliminated.

Источники информации
1. Электротехнический справочник, в 4-х томах. Т.2: Электротехнические изделия и устройства. Под общ. ред. В.Г. Герасимова и др. - М.: Издательство МЭИ, 1998, с. 390, рис. 35.10.
Sources of information
1. Electrical reference book, in 4 volumes. T.2: Electrical products and devices. Under the total. ed. V.G. Gerasimova et al. - M.: Publishing House MPEI, 1998, p. 390, fig. 35.10.

2. Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. - М.: Высшая школа, 1991, с. 352, рис. 12.13 (прототип). 2. Andreev V.A. Relay protection and automation of power supply systems. - M.: Higher School, 1991, p. 352, fig. 12.13 (prototype).

Claims (1)

Реле синхронизации, содержащее измерительный преобразователь, первый и второй входы которого являются входами для подключения сигнала сети и генератора и предназначенный для преобразования угла сдвига фазы между напряжением сети и напряжением генератора в постоянное напряжение, и последовательно соединенные сумматор, компаратор и исполнительный элемент, отличающееся тем, что введены первый, второй и третий блоки усреднения и формирования разностного сигнала, при этом вход первого блока усреднения и формирования разностного сигнала соединен с выходом измерительного преобразователя, первый выход усреднения и формирования разностного сигнала соединен с первым входом сумматора, второй выход - с входом второго блока усреднения и формирования разностного сигнала, первый выход которого соединен со вторым входом сумматора, а второй выход - с входом третьего блока усреднения и формирования разностного сигнала, первый выход которого соединен с третьим входом сумматора, при этом каждый из первого, второго и третьего блоков усреднения и формирования разностного сигнала выполнен в виде последовательно соединенных блока вычитания, первый вход которого является входом блока усреднения и формирования разностного сигнала, сумматора и фильтра-усреднителя, выход которого является первым выходом блока усреднения и формирования разностного сигнала и соединен со вторыми входами сумматора и блока вычитания, выход которого является вторым выходом блока усреднения и формирования разностного сигнала.A synchronization relay containing a measuring transducer, the first and second inputs of which are inputs for connecting a network signal and a generator and designed to convert the phase angle between the mains voltage and the voltage of the generator into a constant voltage, and serially connected adder, comparator and actuator, characterized in that the first, second and third blocks of averaging and generating a differential signal are introduced, while the input of the first block of averaging and generating a difference signal connected to the output of the measuring transducer, the first output of averaging and generating a differential signal is connected to the first input of the adder, the second output to the input of the second block of averaging and generating a difference signal, the first output of which is connected to the second input of the adder, and the second output to the input of the third averaging block and the formation of a differential signal, the first output of which is connected to the third input of the adder, with each of the first, second and third blocks of averaging and the formation of the differential signal fln in the form of series-connected subtraction unit, the first input of which is the input of the averaging and generating a difference signal, adder and averaging filter, the output of which is the first output of the averaging and generating a difference signal and connected to the second inputs of the adder and subtraction, the output of which is the second output of the block averaging and the formation of a differential signal.
RU2002115444/09A 2002-06-11 2002-06-11 Synchronizing relay RU2222088C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002115444/09A RU2222088C1 (en) 2002-06-11 2002-06-11 Synchronizing relay

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002115444/09A RU2222088C1 (en) 2002-06-11 2002-06-11 Synchronizing relay

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2222088C1 true RU2222088C1 (en) 2004-01-20
RU2002115444A RU2002115444A (en) 2004-04-27

Family

ID=32091194

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002115444/09A RU2222088C1 (en) 2002-06-11 2002-06-11 Synchronizing relay

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2222088C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2460192C1 (en) * 2011-07-15 2012-08-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" Relay of difference in phases of generators connected for parallel operation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2460192C1 (en) * 2011-07-15 2012-08-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" Relay of difference in phases of generators connected for parallel operation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0575071A2 (en) A/D converter
RU2144197C1 (en) Gear and method measuring electric energy
RU2222088C1 (en) Synchronizing relay
RU2222068C1 (en) Synchronization relay
RU2237312C1 (en) Phase-difference relay
RU2241274C1 (en) Phase-difference relay
RU2222089C1 (en) Differential-frequency relay
RU2231156C1 (en) Differential-phase relay
JPH01269297A (en) Sampling frequency converting device
RU2220472C1 (en) Frequency relay
RU2208869C1 (en) Difference-frequency relay
RU2224322C1 (en) Resistance relay
RU2002116149A (en) PHASE DIFFERENCE RELAY
RU2208868C1 (en) Difference-frequency relay
RU2213387C1 (en) Phase-frequency relay
RU2231912C2 (en) Relay regulator
RU2224321C1 (en) Synchronization relay
RU2223569C1 (en) Differential relay
RU2220470C1 (en) Frequency relay
RU2227942C1 (en) Resistance relay
SU600716A1 (en) Pulse recurrence frequency -to- voltage converter
SU1251329A1 (en) Pulse frequency-to-digital converter
SU917170A1 (en) Device for measuring time delay of random signal
SU1170444A1 (en) Multichannel measuring device
SU691771A2 (en) Digital frequency meter

Legal Events

Date Code Title Description
PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20051003

PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20091026

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120612