RU2231849C1 - Frequency-difference relay - Google Patents

Frequency-difference relay Download PDF

Info

Publication number
RU2231849C1
RU2231849C1 RU2003101382/09A RU2003101382A RU2231849C1 RU 2231849 C1 RU2231849 C1 RU 2231849C1 RU 2003101382/09 A RU2003101382/09 A RU 2003101382/09A RU 2003101382 A RU2003101382 A RU 2003101382A RU 2231849 C1 RU2231849 C1 RU 2231849C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
generator
voltage
comparator
Prior art date
Application number
RU2003101382/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003101382A (en
Inventor
Г.П. Варганов (RU)
Г.П. Варганов
Р.З. Розенблюм (RU)
Р.З. Розенблюм
Original Assignee
ОАО "Чебоксарский электроаппаратный завод"
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 ОАО "Чебоксарский электроаппаратный завод" filed Critical ОАО "Чебоксарский электроаппаратный завод"
Priority to RU2003101382/09A priority Critical patent/RU2231849C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2231849C1 publication Critical patent/RU2231849C1/en
Publication of RU2003101382A publication Critical patent/RU2003101382A/en

Links

Images

Landscapes

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Measuring Phase Differences (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention can be used as synchronization relay securing automation of process of switching on of synchronous generator. Frequency-difference relay incorporates meters of frequency and amplitude of network, two multipliers by constant coefficient, phase detector, low-pass filter, multiplier, three comparators, two actuators, meters of frequency and amplitude of generator, algebraic adder, inverter, divider, two AND gates, two formers of rectangular pulses, integrating amplifier, two pulse counters, two delay elements, storage register, clock pulse generator, former of sequence of short pulses. Meters of frequency of input and synchronized signals convert input and synchronized signals in compliance with mathematical expressions: U0=A0/f0, U1=A1/f1, where U0 is signal across output of network voltage frequency meter; U1 is signal across output of generator voltage frequency meter; f0 is network voltage frequency; f1 is generator voltage frequency; A0,A1 are scale coefficients proportional to amplitudes of voltages of network and generator. Meters of amplitude of network voltage and of generator voltage convert voltages of network and generator to values proportional to their amplitudes and equal to A0 and A1 correspondingly.
EFFECT: widened functional potential and enhanced precision of relay.
2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве реле синхронизации, обеспечивающего автоматизацию процесса включения синхронного генератора.The invention relates to electrical engineering and can be used as a synchronization relay, providing automation of the process of switching on a synchronous generator.

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 разности частот.The disadvantage of this device is the relatively narrow functionality that does not allow using it as a relay of the frequency difference.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее первый и второй выпрямительные блоки, выполняющие функции измерителя амплитуды напряжения, выполненные в виде диодов, катод и анод которых являются, соответственно, клеммой напряжения генератора и клеммой напряжения сети, алгебраический сумматор, первый и второй входы которого соединены, соответственно, с анодом первого и с катодом второго диодов, первый и второй операционные усилители, являющиеся, соответственно, инвертором и компаратором, входы которых соединены с выходом алгебраического сумматора, третий и четвертый диоды, аноды которых соединены с выходами первого и второго операционных усилителей, соответственно, умножитель, входы которых соединены с катодами третьего и четвертого диодов, первый и второй инверторы, входы которых соединены, соответственно, с катодами третьего и четвертого диодов, и первый и второй исполнительные элементы, входы которых соединены, соответственно, с выходом первого и второго операционных усилителей [2].Closest to the technical nature of the proposed device is a device containing the first and second rectifier blocks that perform the functions of a voltage amplitude meter, made in the form of diodes, the cathode and anode of which are, respectively, the generator voltage terminal and the network voltage terminal, algebraic adder, the first and second the inputs of which are connected, respectively, with the anode of the first and the cathode of the second diodes, the first and second operational amplifiers, which are, respectively, an inverter and a comparator, inputs which are connected to the output of the algebraic adder, the third and fourth diodes, the anodes of which are connected to the outputs of the first and second operational amplifiers, respectively, a multiplier, the inputs of which are connected to the cathodes of the third and fourth diodes, the first and second inverters, the inputs of which are connected, respectively, to the cathodes the third and fourth diodes, and the first and second actuators, the inputs of which are connected, respectively, with the output of the first and second operational amplifiers [2].

Недостатком наиболее близкого технического решения являются относительно узкие функциональные возможности, поскольку оно вырабатывает сигнал примерного равенства амплитуды напряжений сети и генератора, что указывает на временной интервал возможной подстройки частоты генератора к частоте сети, но не вырабатывает сигналов недопустимого рассогласования частот входного и синхронизируемого сигналов при заданной относительной допустимой величине их рассогласования, а также не формирует сигнала опережения, используемого для точного включения генератора в сеть.The disadvantage of the closest technical solution is the relatively narrow functionality, since it generates a signal of approximate equality of the voltage amplitude of the network and the generator, which indicates the time interval of the possible adjustment of the generator frequency to the network frequency, but does not produce signals of unacceptable frequency mismatch between the input and synchronized signals at a given relative the permissible value of their mismatch, and also does not form an advancing signal used to accurately for prison generator to the network.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение точности.The technical result of the invention is the expansion of functionality and increased accuracy.

Этот технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее измеритель амплитуды напряжения генератора, вход которого является входом напряжения генератора, алгебраический сумматор, первый умножитель на постоянный коэффициент, инвертор, первый компаратор и первый и второй исполнительные элементы, введены измеритель частоты напряжения сети, вход которого является входом напряжения сети, а выход соединен с входом первого умножителя на постоянный коэффициент и с входом сложения алгебраического сумматора, измеритель частоты напряжения генератора, вход которого соединен с входом измерителя амплитуды напряжения генератора, а выход - с входом делимого блока деления, вход делителя которого соединен с выходом измерителя амплитуды напряжения генератора, перемножитель, выход которого соединен с вычитающим входом алгебраического сумматора, а первый вход - с выходом блока деления, измеритель амплитуды напряжения сети, вход которого соединен с входом измерителя частоты напряжения сети, а выход соединен со вторым входом перемножителя, второй компаратор, первый вход которого соединен с первым входом первого компаратора и с выходом алгебраического сумматора, второй вход второго компаратора соединен с выходом инвертора, вход которого соединен со вторым входом первого компаратора и с выходом первого умножителя на постоянный коэффициент, а выход “меньше” второго компаратора соединен с входом второго исполнительного элемента, последовательно соединенные первый формирователь прямоугольных импульсов, вход которого соединен с входом напряжения генератора, и формирователь последовательности коротких импульсов, выход которого соединен с первым входом фазового детектора, последовательно соединенные второй формирователь прямоугольных импульсов, вход которого соединен с входом напряжения сети, и интегрирующий усилитель, выход которого соединен со вторым входом фазового детектора, третий компаратор, фильтр нижних частот, вход которого соединен с выходом фазового детектора, а выход соединен с входом третьего компаратора, выполненного в виде компаратора с нулевым порогом, первый элемент И, первый и второй входы которого соединены с выходом “меньше” первого компаратора и с выходом “больше” второго компаратора, соответственно, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом “больше” третьего компаратора, а третий вход - соединен с выходом первого элемента И, первый и второй элементы задержки, входы которых соединены с выходом “равно” третьего компаратора, последовательно соединенные первый счетчик импульсов, счетный вход которого соединен с выходом второго элемента И, а вход установки в ноль - с выходом первого элемента задержки, регистр памяти, управляющий вход которого соединен с выходом “равно” третьего компаратора, и второй умножитель на постоянный коэффициент, а также второй счетчик импульсов, счетный вход которого соединен с выходом второго элемента И, вход подачи кода начальной установки соединен с выходом второго умножителя на постоянный коэффициент, управляющий вход второго счетчика соединен с выходом второго элемента задержки, вход установки в ноль - с выходом “равно” третьего компаратора, а выход переполнения второго счетчика импульсов является выходом реле синхронизации, и блок формирования постоянного коэффициента, вход которого соединен с выходом регистра памяти, а выход соединен с входом подачи постоянного коэффициента второго умножителя на постоянный коэффициент, при этом, выход “больше” первого компаратора соединен с входом первого исполнительного элемента, измерители частоты входного и синхронизируемых сигналов преобразуют входной и синхронизируемый сигналы в соответствии с математическими выражениямиThis technical result is achieved by the fact that in the device containing the generator voltage amplitude meter, the input of which is the generator voltage input, an algebraic adder, the first constant factor multiplier, an inverter, the first comparator and the first and second actuating elements, a network voltage frequency meter is input, an input which is the input of the mains voltage, and the output is connected to the input of the first multiplier by a constant coefficient and to the addition input of the algebraic adder, a frequency meter s of the voltage of the generator, the input of which is connected to the input of the generator of the voltage amplitude of the generator, and the output to the input of the divisible division unit, the input of the divider of which is connected to the output of the meter of the voltage amplitude of the generator, the multiplier whose output is connected to the subtracting input of the algebraic adder, and the first input to the output of the division unit, the voltage amplitude meter, the input of which is connected to the input of the network voltage frequency meter, and the output is connected to the second input of the multiplier, the second comparator, the first input which is connected to the first input of the first comparator and to the output of the algebraic adder, the second input of the second comparator is connected to the output of the inverter, the input of which is connected to the second input of the first comparator and to the output of the first multiplier by a constant coefficient, and the output “less” of the second comparator is connected to the input of the second an actuator connected in series to the first square-wave driver, the input of which is connected to the generator voltage input, and the sequence driver is short x pulses, the output of which is connected to the first input of the phase detector, the second rectangular pulse shaper, the input of which is connected to the input of the mains voltage, and the integrating amplifier, the output of which is connected to the second input of the phase detector, the third comparator, the low-pass filter, the input of which is connected with the output of the phase detector, and the output is connected to the input of the third comparator, made in the form of a comparator with a zero threshold, the first element And, the first and second inputs of which are connected to the ode is “less” than the first comparator and with the output “more” of the second comparator, respectively, a clock generator whose output is connected to the first input of the second element And, the second input of which is connected to the output “more” of the third comparator, and the third input is connected to the output the first element And, the first and second delay elements, the inputs of which are connected to the output “equals” the third comparator, the first pulse counter is connected in series, the counting input of which is connected to the output of the second element And, and the input is set and to zero - with the output of the first delay element, a memory register, the control input of which is connected to the “equal” output of the third comparator, and a second constant factor multiplier, as well as a second pulse counter, the counting input of which is connected to the output of the second element And, the feed input The initial setup code is connected to the output of the second multiplier by a constant coefficient, the control input of the second counter is connected to the output of the second delay element, the setup input to zero - with the output “equal” to the third comparator, and the output The second pulse counter is the output of the synchronization relay, and the constant coefficient generating unit, the input of which is connected to the output of the memory register and the output is connected to the input of the constant coefficient supply of the second multiplier by a constant coefficient, while the output “greater” of the first comparator is connected to the input of the first actuating element, frequency meters of the input and synchronized signals convert the input and synchronized signals in accordance with mathematical expressions

U0=A0/f0, U1=A1/f1,U 0 = A 0 / f 0 , U 1 = A 1 / f 1 ,

где U0 - сигнал на выходе измерителя частоты напряжения сети,where U 0 is the signal at the output of the network voltage frequency meter,

U1 - сигнал на выходе измерителя частоты напряжения генератора,U 1 - signal at the output of the frequency meter of the voltage of the generator,

f0 - частота напряжения сети,f 0 is the frequency of the mains voltage,

f1 - частота напряжения генератора,f 1 - generator voltage frequency,

А0, А1 - масштабные коэффициенты, пропорциональные амплитудам напряжения сети и напряжения генератора, соответственно,And 0 , And 1 - scale factors proportional to the amplitudes of the mains voltage and the voltage of the generator, respectively,

а измерители амплитуды напряжения сети и напряжения генератора преобразуют напряжение сети и напряжение генератора в величины, пропорциональные их амплитудам и равные А0 и A1 соответственно.and the meters of the amplitude of the mains voltage and the voltage of the generator convert the mains voltage and the voltage of the generator into values proportional to their amplitudes and equal to A 0 and A 1, respectively.

На фиг.1 представлена электрическая структурная схема реле синхронизации, на фиг.2 - измерителя частоты, на фиг.3 - временные диаграммы, поясняющие работу реле.Figure 1 presents the electrical structural diagram of a synchronization relay, figure 2 - frequency meter, figure 3 is a timing diagram explaining the operation of the relay.

Реле синхронизации (фиг.1) содержит измеритель 1 амплитуды напряжения генератора, вход которого является входом напряжения генератора, алгебраический сумматор 2, первый умножитель 3 на постоянный коэффициент, инвертор 4, первый компаратор 5 и первый 6 и второй 7 исполнительные элементы, измеритель 8 частоты напряжения сети, вход которого является входом напряжения сети, а выход соединен с входом первого умножителя 3 на постоянный коэффициент и с входом сложения алгебраического сумматора 2. В состав реле входят последовательно соединенные измеритель 9 частоты напряжения генератора, вход которого соединен с входом измерителя 1 амплитуды напряжения генератора, блок 10 деления, вход делителя которого соединен с выходом измерителя 1 амплитуды напряжения генератора, и перемножитель 11, выход которого соединен с входом вычитания алгебраического сумматора 2, измеритель 12 амплитуды напряжения сети, вход которого соединен с входом измерителя 8 частоты напряжения сети, а выход соединен со вторым входом перемножителя 11, второй компаратор 13, первый вход которого соединен с первым входом первого компаратора 5 и с выходом алгебраического сумматора 2. Второй вход второго компаратора 13 соединен с выходом инвертора 4, вход которого соединен со вторым входом первого компаратора 5 и с выходом первого умножителя 3 на постоянный коэффициент. Выход “меньше” второго компаратора 13 соединен с входом второго исполнительного элемента 7. Устройство также содержит последовательно соединенные первый формирователь 14 прямоугольных импульсов, вход которого соединен с входом напряжения генератора, и формирователь 15 последовательности коротких импульсов, выход которого соединен с первым входом фазового детектора 16, кроме того, последовательно соединенные второй формирователь 17 прямоугольных импульсов, вход которого соединен с входом напряжения сети, и интегрирующий усилитель 18, выход которого соединен со вторым входом фазового детектора 16. Устройство также содержит третий компаратор 19, фильтр 20 нижних частот, вход которого соединен с выходом фазового детектора 16, а выход соединен с входом третьего компаратора 19, выполненного в виде компаратора с нулевым порогом, первый элемент И 21, первый и второй входы которого соединены с выходом “меньше” первого компаратора 5 и с выходом “больше” второго компаратора 13, соответственно, генератор 22 тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом второго элемента И 23, второй вход которого соединен с выходом “больше” третьего компаратора 19, а третий вход соединен с выходом первого элемента И 21, первый 24 и второй 25 элементы задержки, входы которых соединены с выходом “равно” третьего компаратора 19, последовательно соединенные первый счетчик 26 импульсов, счетный вход которого соединен с выходом второго элемента И 23, а вход установки в ноль - с выходом первого элемента задержки 24, регистр 27 памяти, управляющий вход которого соединен с выходом “равно” третьего компаратора 19, и второй умножитель 28 на постоянный коэффициент, а также второй 29 счетчик импульсов, счетный вход которого соединен с выходом второго элемента И 23, вход подачи кода начальной установки соединен с выходом второго умножителя 28 на постоянный коэффициент, управляющий вход соединен с выходом второго элемента задержки 25, а вход установки в ноль - с выходом “равно” третьего компаратора 19, а выход переполнения второго счетчика импульсов 29 является выходом реле синхронизации, и блок 30 формирования постоянного коэффициента, вход которого соединен с выходом регистра 27 памяти, а выход соединен с входом подачи постоянного коэффициента второго умножителя 28 на постоянный коэффициент, при этом выход “больше” первого компаратора 5 соединен с входом первого исполнительного элемента, измерители частоты входного и синхронизируемых сигналов преобразуют входной и синхронизируемый сигналы в соответствии с математическими выражениямиThe synchronization relay (Fig. 1) contains a generator 1 of the voltage amplitude of the generator, the input of which is the generator voltage input, an algebraic adder 2, a first constant factor multiplier 3, an inverter 4, a first comparator 5 and a first 6 and a second 7 actuator, a frequency meter 8 mains voltage, the input of which is the mains voltage input, and the output is connected to the input of the first multiplier 3 by a constant coefficient and to the addition input of the algebraic adder 2. The relay consists of series-connected measurement a voltage frequency generator 9, the input of which is connected to the input of the generator voltage amplitude meter 1, a division unit 10, the input of which divider is connected to the output of the generator voltage amplitude meter 1, and a multiplier 11, the output of which is connected to the subtraction input of the algebraic adder 2, amplitude meter 12 network voltage, the input of which is connected to the input of the meter 8 of the frequency of the network voltage, and the output is connected to the second input of the multiplier 11, the second comparator 13, the first input of which is connected to the first input of the first comparator 5 and with the output of the algebraic adder 2. The second input of the second comparator 13 is connected to the output of the inverter 4, the input of which is connected to the second input of the first comparator 5 and with the output of the first multiplier 3 by a constant coefficient. The output “less” of the second comparator 13 is connected to the input of the second actuating element 7. The device also contains serially connected the first square-wave pulse shaper 14, the input of which is connected to the generator voltage input, and the short-pulse train former 15, the output of which is connected to the first input of the phase detector 16 , in addition, the second square-wave pulse generator 17, the input of which is connected to the mains voltage input, and the integrating amplifier 18, out, are connected in series One of which is connected to the second input of the phase detector 16. The device also contains a third comparator 19, a low-pass filter 20, the input of which is connected to the output of the phase detector 16, and the output is connected to the input of the third comparator 19, made in the form of a comparator with a zero threshold, the first element And 21, the first and second inputs of which are connected to the output “less” of the first comparator 5 and to the output “more” of the second comparator 13, respectively, the clock generator 22, the output of which is connected to the first input of the second element And 23, the second input of which is connected to the output “greater than” the third comparator 19, and the third input is connected to the output of the first element And 21, the first 24 and second 25 delay elements, the inputs of which are connected to the output “equal” of the third comparator 19, in series with the first pulse counter 26 , the counting input of which is connected to the output of the second element And 23, and the input of the installation to zero - with the output of the first delay element 24, a memory register 27, the control input of which is connected to the output “is equal” to the third comparator 19, and the second multiplier 28 is constant the coefficient, as well as the second 29 pulse counter, the counting input of which is connected to the output of the second element And 23, the input input of the initial setting code is connected to the output of the second multiplier 28 by a constant coefficient, the control input is connected to the output of the second delay element 25, and the installation input to zero - with the output “equals” the third comparator 19, and the overflow output of the second pulse counter 29 is the output of the synchronization relay, and the constant coefficient generating unit 30, the input of which is connected to the output of the memory register 27, and in turn connected to the input of the DC coefficient of the second multiplier 28 by a constant coefficient, the output of the "more" of the first comparator 5 is connected to the input of the first actuator, frequency meters and synchronized input signal and convert the input signals are clocked in accordance with mathematical expressions

U0=A0/f0, U1=A1/f1,U 0 = A 0 / f 0 , U 1 = A 1 / f 1 ,

где U0 - сигнал на выходе измерителя частоты напряжения сети,where U 0 is the signal at the output of the network voltage frequency meter,

U1 - сигнал на выходе измерителя частоты напряжения генератора,U 1 - signal at the output of the frequency meter of the voltage of the generator,

f0 - частота напряжения сети,f 0 is the frequency of the mains voltage,

f1 - частота напряжения генератора,f 1 - generator voltage frequency,

A0, A1 - масштабные коэффициенты, пропорциональные амплитудам напряжения сети и напряжения генератора, соответственно,A 0 , A 1 - scale factors proportional to the amplitudes of the mains voltage and the voltage of the generator, respectively,

а измеритель 12 амплитуды напряжения сети и измеритель 1 напряжения генератора преобразуют напряжение сети и напряжение генератора в величины, пропорциональные их амплитудам и равные А0 и А1, соответственно.and the meter 12 of the amplitude of the mains voltage and the meter 1 of the voltage of the generator convert the mains voltage and the voltage of the generator into values proportional to their amplitudes and equal to A 0 and A 1 , respectively.

Измерители 8 и 9 частоты (фиг.2) могут быть выполнены в виде усилителя 31, в выходной цепи которого включен резонансный контур 32, настроенный таким образом, чтобы номинальные значения входных частот приходили на середину линейной части ветви (спада) его частотной характеристики. В этом случае выходное напряжение измерителя будет обратно пропорционально частоте его входного сигнала.The frequency meters 8 and 9 (Fig. 2) can be made in the form of an amplifier 31, in the output circuit of which a resonant circuit 32 is included, configured so that the nominal values of the input frequencies come in the middle of the linear part of the branch (decay) of its frequency response. In this case, the output voltage of the meter will be inversely proportional to the frequency of its input signal.

На фиг.3 представлены: сигнал Uвх14 на входе первого формирователя 14 прямоугольных импульсов (фиг.2,а), сигнал Uвх17 на входе второго формирователя 17 прямоугольных импульсов (фиг.2,б), сигнал U14 на выходе первого формирователя 14 прямоугольных импульсов (фиг.2,в), сигнал U17 на выходе второго формирователя 17 прямоугольных импульсов (фиг.2,г), сигнал U15 на выходе формирователя 15 последовательности коротких импульсов (фиг.2,д), сигнал U18 на выходе интегрирующего усилителя 18 (фиг.2,е), сигнал U16 на выходе фазового детектора 16 (фиг.2,ж), сигнал U19 на выходе “равно” третьего компаратора 19 (фиг.2,з), сигнал U29 на выходе второго счетчика 29 (фиг.2,и).Figure 3 presents: a signal Uin14 at the input of the first rectangular pulse shaper 14 (Fig.2, a), a signal Uin17 at the input of the second rectangular pulse shaper 17 (Fig.2, b), a signal U14 at the output of the first rectangular pulse shaper 14 ( figure 2, c), the signal U17 at the output of the second rectangular pulse shaper 17 (figure 2, d), the signal U15 at the output of the shaper 15 of the sequence of short pulses (figure 2, e), the signal U18 at the output of the integrating amplifier 18 (figure .2, f), the signal U16 at the output of the phase detector 16 (Fig.2, g), the signal U19 at the output “is third comparator 19 (Figure 2, s), U29 signal at the output of the second counter 29 (2, s).

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

При включении реле на выходе измерителя 8 формируется сигнал U0=A0/f0, величина которого обратно пропорциональна частоте f0 напряжения сети, а на выходе измерителя 9 - сигнал U1=A1/f1, обратно пропорциональный частоте f1 напряжения генератора. Одновременно с этим измеритель 12 вырабатывает сигнал, пропорциональный А0, а компаратор 13 формирует сигнал, пропорциональный A1. В этом случае на выходе алгебраического сумматора 2 формируется относительная величина разности частот A0/f01А0/A1/f1=A0(f1-f0)/f0·f1=A0(f1-f0)/f 2 0 , т.к. f1=f0.When the relay is turned on, a signal U 0 = A 0 / f 0 is generated at the output of meter 8, the value of which is inversely proportional to the frequency f 0 of the mains voltage, and at the output of meter 9, a signal U 1 = A 1 / f 1 is inversely proportional to the frequency f 1 of the voltage generator. At the same time, the meter 12 generates a signal proportional to A 0 , and the comparator 13 generates a signal proportional to A 1 . In this case, at the output of the algebraic adder 2, a relative frequency difference A 0 / f 0 -A 1 A 0 / A 1 / f 1 = A 0 (f 1 -f 0 ) / f 0 · f 1 = A 0 (f 1 -f 0 ) / f 2 0 because f 1 = f 0 .

Кроме того, сигнал с выхода измерителя 8 умножается в первом умножителе 3 на малый коэффициент К, определяющий допустимое отклонение частоты синхронизируемого сигнала от входного. Тогда в первом компараторе 5 сравниваются величины A0(f1-f0)/f 2 0 и A0K/f0, а во втором компараторе 13 сравниваются величины А0(f1-f0)/f 2 0 и - A0K/f0, поскольку на его вход поступает инвертированное инвертором 4 значение сигнала с выхода первого умножителя 3.In addition, the signal from the output of the meter 8 is multiplied in the first multiplier 3 by a small coefficient K, which determines the permissible deviation of the frequency of the synchronized signal from the input. Then, in the first comparator 5, the quantities A 0 (f 1 −f 0 ) / f are compared 2 0 and A 0 K / f 0 , and in the second comparator 13, the quantities A 0 (f 1 -f 0 ) / f are compared 2 0 and - A 0 K / f 0 , since its input receives the signal inverted by inverter 4 from the output of the first multiplier 3.

Первый исполнительный элемент 6 сработает, когда частота напряжения генератора f1 превысит допустимое отклонение от частоты напряжения сети f0 в большую сторону на относительную величину, задаваемую коэффициентом К, а второй исполнительный элемент 7 - когда частота напряжения генератора недопустимо отклонится в меньшую сторону.The first actuator 6 will work when the frequency of the generator voltage f 1 exceeds the allowable deviation from the frequency of the mains voltage f 0 upward by a relative amount specified by the coefficient K, and the second actuator 7 when the frequency of the voltage of the generator is unacceptably deviated downward.

Сигнал логической единицы на выходе первого элемента И 21, соответствующий разрешению формирования команды подключения генератора в сеть, будет наблюдаться при нахождении частоты генератора в допустимых пределах относительно отклонении от частоты напряжения сети.The signal of the logical unit at the output of the first element And 21, corresponding to the resolution of the formation of the command to connect the generator to the network, will be observed when the generator frequency is within acceptable limits relative to the deviation from the network voltage frequency.

Сама команда подключения, которая должна вырабатываться с заданным временем опережения tоп, формируется следующим образом. Сигнал логической единицы с выхода первого элемента И 21 поступает на вход второго элемента И 23, на один из других входов которого поступают счетные импульсы для первого счетчика 26 с выхода генератора 22 тактовых импульсов. На выходе фазового детектора 16 формируется сигнал постоянного напряжения, амплитуда которого пропорциональна углу между векторами напряжений генератора и сети (фиг.2,ж). Этот сигнал после фильтрации в фильтре 20 нижних частот сравнивается в третьем компараторе 19 с нулевым уровнем, поэтому на его выходе “равно” будут формироваться импульсы (фиг.2,з) в конце каждого периода изменений сигнала на выходе фазового детектор 16. Между этими импульсами на выходе “больше” третьего компаратора 19 будет наблюдаться уровень логической единицы, по которому импульсы генератора 22 будут поступать на счетный вход первого счетчика 26, в котором будет формироваться сигнал, пропорциональный периоду Т выходного сигнала на выходе фазового детектора 16. Одновременно те же импульсы поступают на счетный вход второго счетчика 29. По сигналу с выхода “равно” третьего компаратора 19 содержимое первого счетчика 26 (величина Т) будет переписываться в регистр 27 памяти, после чего содержимое первого счетчика 26 будет обнуляться. Содержимое регистра 27 умножается во втором умножителе 28 на число Коп, значение которого определяется в блоке 30, выполненного, например, в виде ПЗУ, на основе заданного заранее времени опережения toп на включение генератора в сеть. Блок 30 программируется для вычисления Коп на основе следующего уравнения: Коп=(1-toп/T). При этом по импульсу с выхода “равно” третьего компаратора 19 обнуляется содержимое второго счетчика 29, после чего результат перемножения вводится в этот счетчик в качестве его первоначальной установки. При подсчитанном числе импульсов во втором счетчике 29, равном длительности интервала времени в пределах периода изменений сигнала на выходе фазового детектора 16, на выходе второго счетчика 29 формируется короткий импульс переполнения, который используется в качестве импульса запуска генератора с опережением на величину toп. The connection command itself, which should be generated with a given lead time top, is formed as follows. The signal of a logical unit from the output of the first element And 21 goes to the input of the second element And 23, to one of the other inputs of which counting pulses for the first counter 26 come from the output of the clock generator 22. At the output of the phase detector 16, a constant voltage signal is formed, the amplitude of which is proportional to the angle between the voltage vectors of the generator and the network (Fig. 2, g). This signal after filtering in the low-pass filter 20 is compared in the third comparator 19 with a zero level, therefore, pulses will be generated at its output “equal to” (Fig. 2, h) at the end of each period of signal changes at the output of the phase detector 16. Between these pulses at the output “greater” than the third comparator 19, a logical unit level will be observed at which the pulses of the generator 22 will be supplied to the counting input of the first counter 26, in which a signal will be generated proportional to the period T of the output signal at the output e of the phase detector 16. At the same time, the same pulses are fed to the counting input of the second counter 29. By the signal from the output “is equal” to the third comparator 19, the contents of the first counter 26 (T value) will be transferred to the memory register 27, after which the contents of the first counter 26 will be reset . The contents of register 27 are multiplied in the second multiplier 28 by the number of Kop, the value of which is determined in block 30, made, for example, in the form of a ROM, based on a predetermined lead time top for turning on the generator in the network. Block 30 is programmed to calculate Cope based on the following equation: Cope = (1-to / T). In this case, the pulse from the output “is equal” to the third comparator 19 resets the contents of the second counter 29, after which the multiplication result is entered into this counter as its initial setting. When the counted number of pulses in the second counter 29 is equal to the duration of the time interval within the period of the signal changes at the output of the phase detector 16, a short overflow pulse is generated at the output of the second counter 29, which is used as a generator start pulse ahead of the value of to .

Таким образом, предложенное устройство обладает более широкими функциональными возможностями и более высокой точностью, поскольку оно вырабатывает сигнал на включение генератора только в интервале, соответствующем допустимой величине рассогласования частот напряжений сети и генератора, при определении которого обеспечивается низкий уровень влияния нестабильности их амплитуд.Thus, the proposed device has wider functionality and higher accuracy, since it generates a signal to turn on the generator only in the interval corresponding to the permissible value of the mismatch of the frequencies of the voltage of the network and the generator, the determination of which ensures a low level of influence of the instability of their amplitudes.

Источники информации, принятые во вниманиеSources of information taken into account

[1] Электротехнический справочник, в 4-х томах, т.2. Электротехнические изделия и устройства./Под общей ред. В.Г.Герасимова и др. - М.: Издательство МЭИ, 1998, с.390, рис.35.10.[1] Electrical reference book, in 4 volumes, v.2. Electrical products and devices. / Under the general 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.355, рис.12.16.[2] Andreev V.A. Relay protection and automation of power supply systems. M .: Higher school, 1991, p. 355, fig. 12.16.

Claims (1)

Реле синхронизации, содержащее измеритель амплитуды напряжения генератора, вход которого является входом напряжения генератора, алгебраический сумматор, первый умножитель на постоянный коэффициент, инвертор, первый компаратор и первый и второй исполнительные элементы, отличающееся тем, что введены измеритель частоты напряжения сети, вход которого является входом напряжения сети, а выход соединен с входом первого умножителя на постоянный коэффициент и с входом сложения алгебраического сумматора, измеритель частоты напряжения генератора, вход которого соединен с входом измерителя амплитуды напряжения генератора, а выход - с входом делимого блока деления, вход делителя которого соединен с выходом измерителя амплитуды напряжения генератора, перемножитель, выход которого соединен с вычитающим входом алгебраического сумматора, а первый вход - с выходом блока деления, измеритель амплитуды напряжения сети, вход которого соединен с входом измерителя частоты напряжения сети, а выход соединен со вторым входом перемножителя, второй компаратор, первый вход которого соединен с первым входом первого компаратора и с выходом алгебраического сумматора, второй вход второго компаратора соединен с выходом инвертора, вход которого соединен со вторым входом первого компаратора и с выходом первого умножителя на постоянный коэффициент, а выход "Меньше" второго компаратора соединен с входом второго исполнительного элемента, последовательно соединенные первый формирователь прямоугольных импульсов, вход которого соединен с входом напряжения генератора, и формирователь последовательности коротких импульсов, выход которого соединен с первым входом фазового детектора, последовательно соединенные второй формирователь прямоугольных импульсов, вход которого соединен с входом напряжения сети, и интегрирующий усилитель, выход которого соединен со вторым входом фазового детектора, третий компаратор, фильтр нижних частот, вход которого соединен с выходом фазового детектора, а выход соединен с входом третьего компаратора, выполненного в виде компаратора с нулевым порогом, первый элемент И, первый и второй входы которого соединены с выходом "Меньше" первого компаратора и с выходом "Больше" второго компаратора соответственно, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом "Больше" третьего компаратора, а третий вход соединен с выходом первого элемента И, первый и второй элементы задержки, входы которых соединены с выходом "Равно" третьего компаратора, последовательно соединенные первый счетчик импульсов, счетный вход которого соединен с выходом второго элемента И, а вход установки в "0" - с выходом первого элемента задержки, регистр памяти, управляющий вход которого соединен с выходом "Равно" третьего компаратора, и второй умножитель на постоянный коэффициент, а также второй счетчик импульсов, счетный вход которого соединен с выходом второго элемента И, вход подачи кода начальной установки соединен с выходом второго умножителя на постоянный коэффициент, управляющий вход второго счетчика импульсов соединен с выходом второго элемента задержки, а вход установки в "0" - с выходом "Равно" третьего компаратора, а выход переполнения второго счетчика импульсов является выходом реле синхронизации, и блок формирования постоянного коэффициента, вход которого соединен с выходом регистра памяти, а выход соединен с входом подачи постоянного коэффициента второго умножителя на постоянный коэффициент, при этом выход "Больше" первого компаратора соединен с входом первого исполнительного элемента, измерители частоты входного и синхронизируемых сигналов преобразуют входной и синхронизируемый сигналы в соответствии с математическими выражениямиA synchronization relay comprising a generator voltage amplitude meter, the input of which is the generator voltage input, an algebraic adder, a first constant factor multiplier, an inverter, a first comparator and first and second actuators, characterized in that a network voltage frequency meter is introduced, the input of which is an input network voltage, and the output is connected to the input of the first multiplier by a constant coefficient and to the addition input of the algebraic adder, the generator measures the frequency of the voltage Ora, whose input is connected to the input of the generator voltage amplitude meter, and the output - to the input of the divisible division unit, the input of which divider is connected to the output of the generator voltage amplitude meter, a multiplier whose output is connected to the subtracting input of the algebraic adder, and the first input - to the output of the unit division, a voltage amplitude meter, the input of which is connected to the input of the voltage frequency meter, and the output is connected to the second input of the multiplier, a second comparator, the first input of which is connected the first input of the first comparator and with the output of the algebraic adder, the second input of the second comparator is connected to the output of the inverter, the input of which is connected to the second input of the first comparator and to the output of the first multiplier by a constant coefficient, and the output “Less” of the second comparator is connected to the input of the second actuator, the first shaper of rectangular pulses connected in series, the input of which is connected to the voltage input of the generator, and the shaper of the sequence of short pulses, the output of the cat The second is connected to the first input of the phase detector, the second square-wave pulse generator is connected in series, the input of which is connected to the input of the mains voltage, and the integrating amplifier, the output of which is connected to the second input of the phase detector, the third comparator, a low-pass filter, the input of which is connected to the output of the phase detector and the output is connected to the input of the third comparator, made in the form of a comparator with a zero threshold, the first element And, the first and second inputs of which are connected to the output "Less" of the first omparator and with the output “More” of the second comparator, respectively, a clock pulse generator, the output of which is connected to the first input of the second element And, the second input of which is connected to the output “More” of the third comparator, and the third input is connected to the output of the first element And, the first and second delay elements, the inputs of which are connected to the “Equal to” output of the third comparator, the first pulse counter is connected in series, the counting input of which is connected to the output of the second element And, and the input to the setting “0” - with the output of the first and the delay, the memory register, the control input of which is connected to the output of "Equal" of the third comparator, and the second multiplier by a constant coefficient, as well as the second pulse counter, the counting input of which is connected to the output of the second element And, the input input of the initial setting code is connected to the output of the second a multiplier by a constant coefficient, the control input of the second pulse counter is connected to the output of the second delay element, and the input to “0” is connected to the output “Equal” of the third comparator, and the overflow output of the second pulse counter xs is the output of the synchronization relay, and a constant-coefficient generating unit, the input of which is connected to the output of the memory register, and the output is connected to the constant-coefficient feed of the second multiplier by a constant coefficient, while the output “More” of the first comparator is connected to the input of the first actuator, meters the frequencies of the input and synchronized signals convert the input and synchronized signals in accordance with mathematical expressions U0=A0/f0; U1=A1/f1,U 0 = A 0 / f 0 ; U 1 = A 1 / f 1 , где U0 - сигнал на выходе измерителя частоты напряжения сети;where U 0 is the signal at the output of the voltage frequency meter; U1 - сигнал на выходе измерителя частоты напряжения генератора;U 1 is the signal at the output of the generator voltage frequency meter; f0 - частота напряжения сети;f 0 - network voltage frequency; f1 - частота напряжения генератора;f 1 - generator voltage frequency; А0, А1 - масштабные коэффициенты, пропорциональные амплитудам напряжения сети и напряжения генератора соответственно,A 0 , A 1 - scale factors proportional to the amplitudes of the mains voltage and the voltage of the generator, respectively, а измерители амплитуды напряжения сети и напряжения генератора преобразуют напряжение сети и напряжение генератора в величины, пропорциональные их амплитудам и равные А0 и А1 соответственно.and measuring the amplitude of the mains voltage and the voltage of the generator convert the mains voltage and the voltage of the generator into values proportional to their amplitudes and equal to A 0 and A 1, respectively.
RU2003101382/09A 2003-01-21 2003-01-21 Frequency-difference relay RU2231849C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003101382/09A RU2231849C1 (en) 2003-01-21 2003-01-21 Frequency-difference relay

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003101382/09A RU2231849C1 (en) 2003-01-21 2003-01-21 Frequency-difference relay

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2231849C1 true RU2231849C1 (en) 2004-06-27
RU2003101382A RU2003101382A (en) 2004-08-27

Family

ID=32846692

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003101382/09A RU2231849C1 (en) 2003-01-21 2003-01-21 Frequency-difference relay

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2231849C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АНДРЕЕВ В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. - М.: Высшая школа, 1991, с.335. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0104999B1 (en) Gain switching device with reduced error for watt meter
US4556842A (en) Tracking filter for sensing DC content in an AC waveform
US4573037A (en) Analog-to digital converter and method
RU2231849C1 (en) Frequency-difference relay
EP0058050A1 (en) Measuring method
RU2484547C1 (en) Phase difference relay
RU2233500C1 (en) Synchronizing relay
RU2231157C1 (en) Frequency-difference relay
RU2225653C1 (en) Frequency-difference relay
RU2228559C1 (en) Frequency difference relay
RU2216812C1 (en) Frequency difference relay
RU2222089C1 (en) Differential-frequency relay
RU2608970C2 (en) Method of measuring full resistance components and device for its implementation
RU2636750C1 (en) Phase difference relay
RU2237312C1 (en) Phase-difference relay
RU2691624C1 (en) Method of measuring components of impedance and device for its implementation
RU2231851C2 (en) Frequency-difference relay
RU2639891C2 (en) Phase difference relay
RU2231852C1 (en) Frequency-phase relay
RU2208868C1 (en) Difference-frequency relay
SU1019355A1 (en) Phase shift measuring method
SU1013913A2 (en) Interpolator checking device
KR840002376B1 (en) Electronic electric-energy meter
RU2241274C1 (en) Phase-difference relay
RU2017161C1 (en) Capacitance measurement device

Legal Events

Date Code Title Description
TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 18-2004

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

Effective date: 20120122