RU2224320C1

RU2224320C1 - Synchronism controlling relay

Info

Publication number: RU2224320C1
Application number: RU2002123904/09A
Authority: RU
Inventors: В.В. Березов
Original assignee: Березов Владимир Владимирович
Priority date: 2002-09-10
Filing date: 2002-09-10
Publication date: 2004-02-20
Also published as: RU2002123904A

Abstract

FIELD: electrical engineering, synchronism controlling relays for lines with bilateral power supply. SUBSTANCE: synchronism controlling relay incorporates three comparators, final-control element, two RS flip-flops, three formers of short pulses by difference in input signal, three OR gates, pulse counter, one-shot multivibrator, AND gate, clock pulse generator. EFFECT: enhanced functional accuracy of relay. 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве реле контроля синхронизма в линиях с двусторонним питанием. The invention relates to electrical engineering and can be used as a synchronism control relay in two-way power lines.

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 контроля синхронизма. The disadvantage of this device is the relatively narrow functionality that does not allow its use as a synchronism control 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, вызванная использованием нелинейными преобразованиями сигналов в блоках дифференцирования. The disadvantage of the closest technical solution is the relatively low accuracy caused by the use of nonlinear signal transformations in the differentiation units.

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 первый компаратор, вход которого предназначен для подключения сигнала геометрической разности контролируемых напряжений, и исполнительный элемент, введены первый и второй RS-триггеры, первый формирователь короткого импульса, выход которого соединен с S-входом первого RS-триггера, а вход соединен с выходом первого компаратора, последовательно соединенные второй компаратор, вход которого соединен с входом первого компаратора, и второй формирователь короткого импульса, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с R-входом первого RS-триггера, последовательно соединенные счетчик импульсов, третий компаратор и третий формирователь короткого импульса, выход которого соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ и S-входом второго RS-триггера, последовательно соединенные одновибратор, выход которого соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ и с R-входом второго RS-триггера, выход которого соединен с входом исполнительного элемента, и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого RS-триггера, а выход соединен со счетным входом счетчика импульсов, второй элемент ИЛИ, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходом первого элемента ИЛИ, с выходом одновибратора и с выходом третьего формирователя короткого импульса, а выход соединен со входом установки в ноль счетчика импульсов, а также третий элемент ИЛИ, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами второго и третьего формирователей короткого импульса, а выход соединен с входом останова генератора тактовых импульсов. This technical result is achieved by the fact that the first and second RS-flip-flops, the first short-pulse former, the output of which is connected to the S-input of the first, are introduced into the device containing the first comparator, the input of which is used to connect the geometric difference signal of the controlled voltages, and the actuator RS-trigger, and the input is connected to the output of the first comparator, the second comparator is connected in series, the input of which is connected to the input of the first comparator, and the second short-pulse shaper a, the output of which is connected to the first input of the first OR element, the output of which is connected to the R-input of the first RS-trigger, a pulse counter, a third comparator and a third short pulse shaper connected in series, the output of which is connected to the second input of the first OR element and S-input a second RS-flip-flop, one-shot connected in series, the output of which is connected to the third input of the first OR element and to the R-input of the second RS-flip-flop, the output of which is connected to the input of the actuating element, and an impulse clock generator x, the output of which is connected to the first input of the AND element, the second input of which is connected to the output of the first RS-trigger, and the output is connected to the counting input of the pulse counter, the second OR element, the first, second and third inputs of which are connected respectively to the output of the first OR element, with the output of the one-shot and with the output of the third shaper of the short pulse, and the output is connected to the installation input to zero pulse counter, as well as the third OR element, the first and second inputs of which are connected respectively to the outputs of the second and third for short-pulse, and an output connected to the stop input of the clock.

На фиг.1 представлена электрическая структурная схема реле контроля синхронизма; на фиг.2 - временная диаграмма, поясняющая его работу. Figure 1 presents the electrical block diagram of the relay control synchronism; figure 2 is a timing chart explaining its operation.

Реле контроля синхронизма (фиг.1) содержит первый компаратор 1, исполнительный элемент 2, первый 3 и второй 4 RS-триггеры, первый формирователь 5 короткого импульса, выход которого соединен с S-входом первого RS-триггера 3, а вход соединен с выходом первого компаратора 1, последовательно соединенные второй компаратор 6, вход которого соединен с входом первого компаратора 1, второй формирователь 7 короткого импульса и первый элемент ИЛИ 8, выход которого соединен с R-входом первого RS-триггера 3, последовательно соединенные счетчик 9 импульсов, третий компаратор 10 и третий формирователь 11 короткого импульса, выход которого соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ 8 и S-входом второго RS-триггера 4, последовательно соединенные одновибратор 12, выход которого соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ 16 и с R-входом второго RS-триггера 4, выход которого соединен с входом исполнительного элемента 2, генератор 13 тактовых импульсов и элемент И 14, второй вход которого соединен с выходом первого RS-триггера 3, а выход соединен со счетным входом счетчика 9 импульсов, второй элемент ИЛИ 15, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходом первого элемента ИЛИ 8, с выходом одновибратора 12 и с выходом третьего формирователя 11 короткого импульса, а выход соединен со входом установки в ноль счетчика 9 импульсов, а также третий элемент ИЛИ 8, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами второго 7 и третьего 11 формирователей короткого импульса, а выход соединен с входом останова генератора 13 тактовых импульсов. The synchronism control relay (Fig. 1) contains a first comparator 1, an actuator 2, a first 3 and a second 4 RS triggers, a first short pulse shaper 5, the output of which is connected to the S-input of the first RS-trigger 3, and the input is connected to the output the first comparator 1, connected in series to the second comparator 6, the input of which is connected to the input of the first comparator 1, the second short-pulse shaper 7 and the first element OR 8, the output of which is connected to the R-input of the first RS-trigger 3, the pulse counter 9 is connected in series, the third to an omparator 10 and a third short pulse shaper 11, the output of which is connected to the second input of the first OR element 8 and the S-input of the second RS-trigger 4, serially connected single-vibrator 12, the output of which is connected to the third input of the first element OR 16 and with the R-input of the second RS-flip-flop 4, the output of which is connected to the input of the actuating element 2, a clock pulse generator 13 and element And 14, the second input of which is connected to the output of the first RS-flip-flop 3, and the output is connected to the counting input of the counter 9 pulses, the second element OR 15, first, the second and third inputs of which are connected respectively to the output of the first element OR 8, with the output of the one-shot 12 and with the output of the third shaper 11 of the short pulse, and the output is connected to the installation input to zero counter 9 pulses, as well as the third element OR 8, the first and second inputs which are connected respectively to the outputs of the second 7 and third 11 shapers of a short pulse, and the output is connected to the stop input of the generator 13 clock pulses.

Исполнительный элемент 2 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 второго RS-триггера. Остальные блоки устройства являются стандартными блоками электротехники. Цепи питания блоков на фиг.1,2 не показаны, как несущественные в рамках данной заявки. Формирователи 5,7,11 формируют короткие импульсы при перепаде их входного сигнала с уровня логического нуля на уровень логической единицы. The actuating element 2 can be made in the form of a relay winding with corresponding contacts, which is connected to the output of the second RS-trigger through the amplifier and an element with a changing state (for example, a transistor with a zero initial state) connected at its input. The remaining units of the device are standard units of electrical engineering. The power supply circuits of the blocks in Fig.1,2 are not shown as non-essential in the framework of this application. Formers 5,7,11 form short pulses when their input signal drops from a logical zero level to a logical unit level.

На фиг. 2 представлена зависимость во времени геометрической разности напряжений на шинах и на включаемой линии, представленной в виде биения напряжения U [2, стр. 278], а также уровень срабатывания Ucp и уровень возврата Uвзр. Как показано в [2, стр. 278], срабатывание исполнительного элемента реле должно происходить, когда интервал времени между моментами tсp и tвзр становится больше расчетной величина t aпp. In FIG. Figure 2 shows the time dependence of the geometric difference in voltage on the tires and on the switched line, presented in the form of a voltage beat U [2, p. 278], as well as the response level Ucp and the return level Uexp. As shown in [2, p. 278], the actuation of the relay actuator should occur when the time interval between the moments tcp and texp is larger than the calculated value of t apr.

Работает реле контроля синхронизма следующим образом. The synchronism control relay operates as follows.

При включении реле напряжение питания подается на одновибратор, по импульсу срабатывания которого запускается генератор 13, и устанавливаются в нулевое состояние первый 3 и второй 4 RS-триггеры и устанавливается в нулевое состояние счетчик 9 импульсов. Напряжение биения U подается на входы первого 1 и второго 6 компараторов. Перепад сигнала с уровня логического нуля на уровень логической единицы на выходе первого компаратора 1 будет наблюдаться при условии, когда напряжение биения снизится до уровня Ucp, что приведет к срабатыванию первого формирователя 5, короткий импульс с выхода которого приведет первый RS-триггер 3 в единичное состояние. При этом через элемент И 14 на вход счетчика 9 импульсов будут поступать импульсы генератора 13. Подсчет импульсов будет продолжаться до тех пор, пока напряжение биения не возрастет до уровня Uвзр, что приведет к срабатыванию второго формирователя 8 и переводу первого RS-триггера 3 в нулевое состояние. Если в этот промежуток времени содержимое счетчика 9 импульсов превысит заданный уровень taпв, то сигнал нулевого уровня на выходе третьего компаратора 10 перейдет на уровень логической единицы и сработает третий формирователь 3, короткий импульс с выхода которого переведет второй RS-триггер 4 в единичное состояние, что приведет к срабатыванию исполнительного элемента 2. Тот же импульс переведет счетчик 9 и первый RS-триггер 3 в нулевое состояние, а также произведет останов генератора 13. Для повторного включения реле необходимо вновь подать напряжение питания на вход одновибратора 12. When the relay is turned on, the supply voltage is supplied to the one-shot, by the triggering pulse of which the generator 13 is started, the first 3 and second 4 RS-triggers are set to zero and the counter 9 pulses is set to zero. The beating voltage U is supplied to the inputs of the first 1 and second 6 comparators. A signal drop from a logical zero level to a logical unit level at the output of the first comparator 1 will be observed provided that the runout voltage drops to the Ucp level, which will lead to the operation of the first driver 5, the short pulse from the output of which will bring the first RS-trigger 3 to a single state . In this case, through the element And 14, the pulses of the generator 13 will arrive at the input of the counter 9 pulses 13. The counting of the pulses will continue until the beat voltage increases to the level Uavr, which will lead to the operation of the second driver 8 and the first RS-trigger 3 to zero state. If during this period of time the contents of the counter 9 pulses exceeds the specified level tapv, then the signal of the zero level at the output of the third comparator 10 will go to the level of the logical unit and the third driver 3 will work, a short pulse from the output of which will transfer the second RS-trigger 4 to a single state, which will lead to the actuation of the actuator 2. The same pulse will translate the counter 9 and the first RS-trigger 3 to zero, and will also stop the generator 13. To re-enable the relay, you must again apply to posal power input to monostable 12.

Таким образом, в предложенном техническом решении повышается точность работы, поскольку исключается влияние нелинейных преобразований сигнала для определения момента срабатывания исполнительного элемента. Thus, in the proposed technical solution, the accuracy increases, since the influence of nonlinear signal transformations to determine the actuator response time is excluded.

Источники информации
[1] Электротехнический справочник, в 4-х томах, т.2. Электротехнические изделия и устройства. Под общей редакцией В.Г.Герасимова и др. - М.: Издательство МЭИ, 1998 г., с.390, рис.35.10.Sources of information
[1] Electrical reference book, in 4 volumes, v.2. Electrical products and devices. Under the general editorship of V.G. Gerasimov 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

A synchronism control relay containing a first comparator, the input of which is used to connect a signal of the geometric difference of the controlled voltages, and an actuator, characterized in that the first and second RS-triggers are introduced, the first short-pulse shaper according to the input signal difference, the output of which is connected to S- the input of the first RS-trigger, and the input is connected to the output of the first comparator, the second comparator is connected in series, the input of which is connected to the input of the first comparator, and the second shaper to a short pulse on the edge of the input signal, the output of which is connected to the first input of the first OR element, the output of which is connected to the R-input of the first RS-trigger, a pulse counter connected in series, the third comparator and the third driver of the short pulse on the edge of the input signal, the output of which is connected to the second input of the first OR element and the S-input of the second RS-trigger, one-shot connected in series, the output of which is connected to the third input of the first OR element and the R-input of the second RS-trigger, the output of which the second is connected to the output of the first RS-flip-flop, and the output is connected to the counting input of the pulse counter, the second OR, the first, second and third the inputs of which are connected respectively with the output of the first OR element, with the output of a single-shot and with the output of the third short-pulse shaper according to the difference in the input signal, and the output is connected to the installation input at “0” pulse counter, as well as Tille OR element, the first and second inputs connected respectively to the outputs of the second and the third short-pulse on the input differential, and the output is connected to the stop input of the clock.