RU2224321C1

RU2224321C1 - Synchronization relay

Info

Publication number: RU2224321C1
Application number: RU2002125754/09A
Authority: RU
Inventors: В.В. Березов
Original assignee: Березов Владимир Владимирович
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2004-02-20
Also published as: RU2002125754A

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: invention is intended for use as synchronization relay in lines of bilateral power supply when disconnection of line is accompanied with fall out of synchronism. Proposed synchronization relay incorporates instrument converter, four comparators, final-control element, generator of clock pulses, univibrator, former of short pulse by trailing edge, storage register, two AND gates, OR gate, delay element, pulse counter. EFFECT: increased precision of synchronization relay. 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве реле синхронизации на линиях с двухсторонним питанием, когда отключение линии может сопровождаться нарушением синхронизма. The invention relates to electrical engineering and can be used as a synchronization relay on lines with two-way power, when the disconnection of the line can be accompanied by a violation of synchronism.

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 являются 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, поскольку включение линии производится по расчетной величине времени задержки, определяемой по результатам дифференцирования сигнала биения. Искажения при дифференцировании могут привести к неточному определению момента включения. The disadvantage of the closest technical solution is the relatively low accuracy, since the line is turned on according to the calculated value of the delay time, determined by the results of the differentiation of the beat signal. Distortion during differentiation can lead to an inaccurate determination of the moment of inclusion.

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 напряжений синхронизируемого генератора и сети соответственно, а выход является выходом постоянного напряжения, амплитуда которого пропорциональна углу между векторами напряжений синхронизируемого генератора и сети, первый компаратор и исполнительный элемент, введены второй и третий компараторы, входы которых соединены с входом первого компаратора и с выходом измерительного преобразователя, последовательно соединенные одновибратор, генератор тактовых импульсов и первый элемент И, второй вход которого соединен с выходом "Меньше" второго компаратора, последовательно соединенные счетчик импульсов, счетный вход которого соединен с выходом первого элемента И, регистр памяти, четвертый компаратор и второй элемент И, выход которого соединен с входом исполнительного элемента, а второй вход соединен с выходом третьего компаратора, и последовательно соединенные формирователь короткого импульса, вход которого соединен с выходом "Больше" второго компаратора и со вторым входом первого элемента И, а выход соединен с управляющим входом регистра памяти, элемент задержки и элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом установки в ноль счетчика импульсов, а второй и третий входы соединены соответственно с выходом "Равно" первого компаратора и с выходом одновибратора. This technical result is achieved in that in the device containing the measuring transducer, the first and second inputs of which are the voltage inputs of the synchronized generator and the network, respectively, and the output is the constant voltage output, the amplitude of which is proportional to the angle between the voltage vectors of the synchronized generator and the network, the first comparator and executive element, the second and third comparators are introduced, the inputs of which are connected to the input of the first comparator and to the output of the measuring transducer An indexer, a one-shot oscillator, a clock pulse generator and a first element And, the second input of which is connected to the Less output of the second comparator, are connected in series with a pulse counter, a counting input of which is connected to the output of the first And element, a memory register, the fourth comparator and the second And element the output of which is connected to the input of the actuating element, and the second input is connected to the output of the third comparator, and the shaper of the short pulse, the input of which is connected to the "More" output of the second comparator and the second input of the first AND element, and the output is connected to the control input of the memory register, the delay element and the OR element, the output of which is connected to the zero input of the pulse counter, and the second and third inputs are connected respectively to the output " Equals "the first comparator and with the output of a single vibrator.

На фиг. 1 представлена электрическая структурная схема реле синхронизации, на фиг.2 - временная диаграмма напряжения биения, соответствующая геометрической разности векторов напряжения синхронизируемого генератора и сети. In FIG. 1 is an electrical block diagram of a synchronization relay; FIG. 2 is a timing diagram of a beat voltage corresponding to a geometric difference of voltage vectors of a synchronized generator and a network.

Реле синхронизации (фиг.1) содержит измерительный преобразователь 1, первый и второй входы которого являются входами напряжений синхронизируемого генератора и сети, соответственно, а выход является выходом постоянного напряжения, амплитуда которого пропорциональна углу между векторами напряжений синхронизируемого генератора и сети, первый компаратор 2, исполнительный элемент 3, второй 4 и третий 5 компараторы, входы которых соединены с входом первого компаратора 2 и с выходом измерительного преобразователя 1, последовательно соединенные одновибратор 6, генератор 7 тактовых импульсов, выход которого соединен со входом первого элемента И 8, второй вход которого соединен с выходом "Больше" второго компаратора 4, последовательно соединенные счетчик 9 импульсов, счетный вход которого соединен с выходом первого элемента И 8, регистр 10 памяти, четвертый компаратор 11, выход которого соединен со входом второго элемента И 12, выход которого соединен с входом исполнительного элемента 3, а второй вход второго элемента И соединен с выходом третьего компаратора 5, и последовательно соединенные формирователь 13 короткого импульса, вход которого соединен с выходом "Больше" второго компаратора 4 и со вторым входом первого элемента И 8, а выход соединен с управляющим входом регистра 10 памяти, элемент 14 задержки, выход которого соединен со входом элемента ИЛИ 15, выход которого соединен с входом установки в ноль счетчика 9 импульсов, а второй и третий входы соединены соответственно с выходом "Равно" первого компаратора 2 и с выходом одновибратора 6. The synchronization relay (figure 1) contains a measuring transducer 1, the first and second inputs of which are the voltage inputs of the synchronized generator and the network, respectively, and the output is a constant voltage output, the amplitude of which is proportional to the angle between the voltage vectors of the synchronized generator and the network, the first comparator 2, actuator 3, second 4 and third 5 comparators, the inputs of which are connected to the input of the first comparator 2 and to the output of the measuring transducer 1, connected in series a single vibrator 6, a clock generator 7, the output of which is connected to the input of the first element And 8, the second input of which is connected to the output "More" of the second comparator 4, connected in series counter 9 pulses, the counting input of which is connected to the output of the first element And 8, register 10 memory, the fourth comparator 11, the output of which is connected to the input of the second element And 12, the output of which is connected to the input of the actuating element 3, and the second input of the second element And is connected to the output of the third comparator 5, and connected in series shaper 13 of a short pulse, the input of which is connected to the output “More” of the second comparator 4 and to the second input of the first element And 8, and the output is connected to the control input of the memory register 10, delay element 14, the output of which is connected to the input of the element OR 15, the output which is connected to the input of the installation to zero counter 9 pulses, and the second and third inputs are connected respectively to the output of "Equals" of the first comparator 2 and the output of the one-shot 6.

Исполнительный элемент 3 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 элемента И 12. Измерительный преобразователь 1 выполняет те же функции, что и в устройстве-прототипе, его первый и второй входы являются входами напряжений синхронизируемого генератора и сети соответственно, а выход является выходом постоянного напряжения, амплитуда которого пропорциональна углу между векторами напряжений синхронизируемого генератора и сети. Формирователь 13 формирует короткий импульс по заднему фронту его входного сигнала, т.е. при перепаде входного сигнала с уровня логической единицы на уровень логического нуля. Остальные блоки устройства являются стандартными блоками электротехники Цепи питания блоков на чертеже опущены как несущественные в рамках данной заявки. The actuating element 3 can be made in the form of a relay winding with corresponding contacts, which is connected through the amplifier and an element with a changing state (for example, a transistor with a zero initial state) connected to the output of the second element And 12. The measuring transducer 1 performs the same functions as in the prototype device, its first and second inputs are voltage inputs of the synchronized generator and network, respectively, and the output is a constant voltage output, the amplitude of which is is rational to the angle between the voltage vectors of the synchronized generator and the network. Shaper 13 generates a short pulse along the trailing edge of its input signal, i.e. when the input signal drops from the level of the logical unit to the level of logical zero. 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.

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

При включении реле синхронизации по сигналу одновибратора запускается генератор 7, а счетчик 9 устанавливается в нулевое состояние. На выходе измерительного преобразователя 1 формируется сигнал постоянного напряжения, амплитуда которого пропорциональна углу между векторами напряжений синхронизируемого генератора и сети, величина которого соответствует сигналу биений (фиг. 2). Этот сигнал сравнивается в первом компараторе с уровнем Uп1, во втором - с уровнем Uп2, а в третьем - с уровнем Uп3=0. При нахождении сигнала между уровнями Uп1 и Uп2 импульсы генератора 7 поступают на счетный вход счетчика 9. При срабатывании формирователя 13, что происходит при снижении уровня сигнала ниже Uп2, его короткий импульс поступает на управляющий вход регистра 10, в который переписывается содержимое счетчика 9, накопленное за время нахождения сигнала между уровнями Uпl и Uп2. Этот сигнал сравнивается в четвертом компараторе 11 с заданной величиной tк, при превышении которой, что свидетельствует о близости частот входных сигналов, на его выходе формируется сигнал логической единицы, что позволяет пропустить через второй элемент И 12 на вход исполнительного элемента 3 короткий импульс с выхода третьего компаратора 5, который формируется в конце периода биений. When the synchronization relay is turned on, the oscillator 7 is started by the signal of the one-shot, and the counter 9 is set to zero. At the output of the measuring transducer 1, a constant voltage signal is generated, the amplitude of which is proportional to the angle between the voltage vectors of the synchronized generator and the network, the value of which corresponds to the beat signal (Fig. 2). This signal is compared in the first comparator with the level of Uп1, in the second - with the level of Uп2, and in the third - with the level of Uп3 = 0. When a signal is found between the levels Uп1 and Уп2, the pulses of the generator 7 go to the counting input of the counter 9. When the driver 13 is activated, what happens when the signal level drops below Uп2, its short pulse goes to the control input of the register 10, into which the contents of the counter 9 are written, the accumulated during the time the signal is between the levels Upl and Up2. This signal is compared in the fourth comparator 11 with a given value of tk, above which, which indicates the proximity of the input signal frequencies, a logical unit signal is generated at its output, which allows a short pulse from the output of the third to pass through the second element And 12 to the input of the actuating element 3 comparator 5, which is formed at the end of the beating period.

При этом содержимое счетчика 9 обнуляется и по сигналу "Равно" с выхода первого компаратора 2 в виде короткого импульса поступает на вход установки в ноль счетчика 9 через элемент ИЛИ 15. Это исключает ложное срабатывание реле синхронизации. In this case, the contents of the counter 9 are reset to zero and the signal “Equals” from the output of the first comparator 2 in the form of a short pulse arrives at the input of the zero counter 9 through the OR 15 element. This eliminates the false triggering of the synchronization relay.

Таким образом, в предложенном техническом решении повышается точность работы, поскольку включение линии производится строго в конце периода биений и исключаются нелинейные преобразования сигнала биений. Thus, in the proposed technical solution, the accuracy increases, since the line is turned on strictly at the end of the beat period and non-linear transformations of the beat signal are 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 synchronization relay containing a measuring transducer, the first and second inputs of which are the voltage inputs of the synchronized generator and the network, respectively, and the output is a constant voltage output, the amplitude of which is proportional to the angle between the voltage vectors of the synchronized generator and the network, the first comparator and actuator, characterized in that the second and third comparators are introduced, the inputs of which are connected to the input of the first comparator and to the output of the measuring transducer; one-vibrator and a clock generator, the output of which is connected to the first input of the first AND element, the second input of which is connected to the "More" output of the second comparator, serially connected pulse counter, the counting input of which is connected to the output of the first AND element, a memory register and the fourth comparator the output of which is connected to the first input of the second element And, the output of which is connected to the input of the actuating element, and the second input of the second element And is connected to the output "Equal" of the third comparator, a short-pulse shaper on the trailing edge, the input of which is connected to the “More” output of the second comparator and to the second input of the first AND element, and the output is connected to the control input of the memory register and the input of the delay element, the output of which is connected to the first input of the OR element, the output of which is connected with the input of the installation in "0" of the pulse counter, and the second and third inputs are connected respectively to the output "Equal" of the first comparator and to the output of the single-shot.