RU2231852C1 - Frequency-phase relay - Google Patents

Frequency-phase relay Download PDF

Info

Publication number
RU2231852C1
RU2231852C1 RU2003101381/09A RU2003101381A RU2231852C1 RU 2231852 C1 RU2231852 C1 RU 2231852C1 RU 2003101381/09 A RU2003101381/09 A RU 2003101381/09A RU 2003101381 A RU2003101381 A RU 2003101381A RU 2231852 C1 RU2231852 C1 RU 2231852C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
generator
network
frequency
Prior art date
Application number
RU2003101381/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003101381A (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 RU2003101381/09A priority Critical patent/RU2231852C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2231852C1 publication Critical patent/RU2231852C1/en
Publication of RU2003101381A publication Critical patent/RU2003101381A/en

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: proposed frequency-phase relay can be utilized in the capacity of frequency-phase difference relay controlling frequency and phase of voltage of generator with reference to frequency and phase of network voltage. Frequency-phase relay has three actuators, four comparators, three AND gates, two formers of short pulses of leading edge, two frequency meters, two amplitude meters, multiplier, divider, multiplier of constant coefficient, algebraic adder, two inverters. Meters of frequency of network and generator convert signals of network and generator in correspondence with mathematical expressions U0=A0/f0, U1=A1/f1, where U0 is signal across output of network frequency meter; U1 is signal across output of generator frequency meter; f0 is network frequency; f1 is generator frequency; A0,A1 are scale coefficients proportional to amplitudes of voltages of network and generator. Meters of amplitudes of network and generator convert signals of network and generator to values proportional to their amplitudes and equal to coefficients A0 and A1 correspondingly. Duration of pulses formed by first and second formers of short pulses of leading edge is proportional to permissible value of mismatch of phases of voltages of network and generator and duration of pulses formed by pulse stretcher is less than period of voltage of generator and period of voltage of network.
EFFECT: expanded functional potential of frequency-phase relay by control over frequency and phase of voltage of generator with reference to frequency and phase of voltage of network.
3 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве частотно-фазового разностного реле, контролирующего частоту и фазу напряжения генератора относительно частоты и фазы напряжения сети.The invention relates to electrical engineering and can be used as a frequency-phase differential relay that controls the frequency and phase of the generator voltage relative to the frequency and phase of the mains voltage.

Известно устройство, содержащее последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, двоичный счетчик импульсов, дешифратор, формирователь импульсов и исполнительный элемент, выполненный в виде транзистора [1].A device is known that contains a series-connected clock generator, a binary pulse 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 частотно-фазового реле.The disadvantage of this device is the relatively narrow functionality that does not allow using it as a frequency-phase relay.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство, содержащее последовательно соединенные разделительный трансформатор, частотный фильтр, первый частотно-зависимый элемент, первый пороговый блок, элемент ЗАПРЕТ, расширитель импульсов, усилитель и исполнительный элемент, второй частотно-зависимый элемент, вход которого соединен с выходом частотного фильтра, а выход - через ключ соединен со вторым входом первого порогового блока, последовательно соединенные делитель напряжения, вход которого соединен с выходом частотного фильтра, второй пороговый блок и дифференцирующий элемент, выход которого соединен со вторым входом дифференцирующего элемента, а также пусковой элемент, вход которого соединен с выходом разделительного трансформатора, а выход - соединен со вторым входом расширителя импульсов [2].Closest to the technical nature of the claimed is a device containing a series-connected isolation transformer, a frequency filter, a first frequency-dependent element, a first threshold block, an element BAN, a pulse expander, an amplifier and an executive element, a second frequency-dependent element, the input of which is connected to the output of the frequency filter, and the output through the key is connected to the second input of the first threshold block, a voltage divider connected in series, the input of which is connected to the output a frequency filter, a second threshold unit and differentiating element, the output of which is connected to the second input of the differentiating element and the trigger element having an input connected to the output isolation transformer and an output - is connected to the second input of the pulse expander [2].

Недостатком наиболее близкого технического решения являются относительно узкие функциональные возможности, поскольку оно одновременно может работать либо как реле понижения частоты, либо как реле повышения частоты и не позволяет контролировать соответствие частоты и фазы внешнего генератора относительно частоты и фазы сети.The disadvantage of the closest technical solution is the relatively narrow functionality, since it can simultaneously operate either as a frequency lowering relay or as a frequency increasing relay and does not allow controlling the frequency and phase of an external generator in relation to the frequency and phase of the network.

Требуемый технический результат заключается в расширении функциональных возможностей путем обеспечения контроля частоты и фазы напряжения генератора относительно частоты и фазы напряжения сети.The required technical result is to expand the functionality by providing control of the frequency and phase of the generator voltage relative to the frequency and phase of the mains voltage.

Этот технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее первый и второй компараторы, блок деления и первый исполнительный элемент, введены измеритель амплитуды генератора, измеритель амплитуды сети, алгебраический сумматор, умножитель на постоянный коэффициент, перемножитель, первый и второй инверторы, третий и четвертый компараторы, второй и третий исполнительные элементы, первый, второй и третий элементы И, первый и второй формирователи импульсов по переднему фронту, измеритель частоты сети, вход которого соединен с входом измерителя амплитуды сети и является входом сети частотно-фазового реле, а выход соединен с входом умножителя на постоянный коэффициент и с входом сложения алгебраического сумматора, измеритель частоты генератора, вход которого соединен с входом измерителя амплитуды генератора, а выход соединен с входом делимого блока деления, вход делителя которого соединен с выходом измерителя амплитуды генератора, а выход соединен с первым входом перемножителя, второй вход которого соединен с выходом измерителя амплитуды сети, а выход соединен с вычитающим входом алгебраического сумматора, выход которого соединен с первыми входами первого и второго компараторов, второй вход первого компаратора соединен с выходом умножителя на постоянный коэффициент и с входом первого инвертора, выход “больше” первого компаратора соединен с входом первого исполнительного элемента, второй вход второго компаратора соединен с выходом первого инвертора, а выход “меньше” соединен с входом второго исполнительного элемента, при этом вход первого формирователя импульса по переднему фронту соединен с выходом третьего компаратора, вход которого соединен с входом измерителя амплитуды генератора, являющегося входом генератора частотно-фазового реле, вход второго формирователя импульса по переднему фронту соединен с выходом четвертого компаратора, вход которого соединен с входом измерителя амплитуды сети, первый и второй входы второго элемента И соединены с выходами соответственно первого и второго формирователей импульсов по переднему фронту, а выход соединен с входом расширителя импульсов, выход которого соединен с входом второго инвертора, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, первый и второй входы которого соединены с выходом “меньше” первого компаратора и с выходом “больше” второго компаратора соответственно, выход третьего элемента И соединен с входом третьего исполнительного элемента, измерители частоты сети и генератора преобразуют сигналы сети и генератора в соответствии с математическими выражениями:This technical result is achieved by the fact that a generator amplitude meter, a network amplitude meter, an algebraic adder, a constant coefficient multiplier, a multiplier, a first and a second inverters, a third and a fourth are introduced into the device containing the first and second comparators, the division unit and the first actuator. comparators, second and third actuators, first, second and third AND elements, first and second pulse shapers on a rising edge, a network frequency meter, the input of which is connected to the course of the network amplitude meter is the input of the frequency-phase relay network, and the output is connected to the input of the multiplier by a constant coefficient and to the addition input of the algebraic adder, the generator frequency meter, the input of which is connected to the input of the generator amplitude meter, and the output is connected to the input of the divisible division unit the input of the divider of which is connected to the output of the generator amplitude meter, and the output is connected to the first input of the multiplier, the second input of which is connected to the output of the network amplitude meter, and the output is connected n with a subtracting input of the algebraic adder, the output of which is connected to the first inputs of the first and second comparators, the second input of the first comparator is connected to the output of the multiplier by a constant coefficient and to the input of the first inverter, the output “more” of the first comparator is connected to the input of the first actuator, the second input the second comparator is connected to the output of the first inverter, and the output “less” is connected to the input of the second actuator, while the input of the first pulse shaper on the leading edge is dined with the output of the third comparator, the input of which is connected to the input of the generator amplitude meter, which is the input of the frequency-phase relay generator, the input of the second pulse shaper is connected to the output of the fourth comparator with the output of the fourth comparator, the input of which is connected to the input of the network amplitude meter, the first and second inputs of the second element And are connected to the outputs of the first and second pulse shapers, respectively, on the leading edge, and the output is connected to the input of the pulse expander, the output of which is connected to the input the second inverter, the output of which is connected to the first input of the third element And, the second input of which is connected to the output of the first element And, the first and second inputs of which are connected to the output “less” of the first comparator and with the output “more” of the second comparator, respectively, the output of the third element And connected to the input of the third actuator, the frequency meters of the network and the generator convert the network and generator signals in accordance with the 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 сети,where U 0 is the signal at the output of the network frequency meter,

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

f0 - частота сети,f 0 - network frequency,

f1 - частота генератора,f 1 - generator frequency,

A0, A1 - масштабные коэффициенты, пропорциональные амплитудам напряжений сети и генератора, причем измерители амплитуды сети и генератора преобразуют сигналы сети и генератора в величины, пропорциональные их амплитудам и равные масштабным коэффициентам A0 и A1 соответственно, длительность импульсов, формируемых первым и вторым формирователями импульсов по переднему фронту, пропорциональна допустимому значению рассогласования фаз напряжений сети и генератора, а длительность импульсов, формируемых расширителем импульсов, не менее периода напряжения генератора и периода напряжения сети.A 0 , A 1 - scale factors proportional to the amplitudes of the voltage of the network and the generator, and the meters of the network and generator amplitudes of the network and generator signals are proportional to their amplitudes and equal to the scale factors A 0 and A 1, respectively, the duration of the pulses generated by the first and the second pulse shapers on the leading edge, is proportional to the permissible value of the phase voltage mismatch between the generator and the voltage, and the duration of the pulses generated by the pulse expander is not less than and the generator voltage and the mains voltage period.

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

Частотно-фазовое реле (фиг.1) содержит первый 1 и второй 2 компараторы, блок 3 деления, первый исполнительный элемент 4, измеритель 5 амплитуды генератора, измеритель 6 амплитуды сети, алгебраический сумматор 7, умножитель 8 на постоянный коэффициент, первый 9 и второй 10 инверторы, третий 11 и четвертый 12 компараторы, второй 13 и третий 14 исполнительные элементы, первый 15, второй 16 и третий 17 элементы И, первый 18 и второй 19 формирователи импульсов по переднему фронту, измеритель 20 частоты сети, вход которого соединен с входом измерителя 6 амплитуды сети и является входом напряжения сети частотно-фазового реле, а выход соединен с входом умножителя 8 на постоянный коэффициент и с входом сложения алгебраического сумматора 7, измеритель 21 частоты генератора, вход которого соединен с входом измерителя 5 амплитуды генератора, а выход соединен с входом делимого блока 3 деления, вход делителя которого соединен с выходом измерителя амплитуды 5 генератора, а выход соединен с первым входом перемножителя 22, второй вход которого соединен с выходом измерителя 6 амплитуды сети, а выход соединен с вычитающим входом алгебраического сумматора 7, выход которого соединен с первыми входами первого 1 и второго 2 компараторов, второй вход первого компаратора 1 соединен с выходом умножителя 8 на постоянный коэффициент и с входом первого инвертора 9, а выход “больше” соединен с входом первого исполнительного элемента 4. Второй вход второго компаратора 2 соединен с выходом первого инвертора 9, а выход “меньше” соединен с входом второго исполнительного элемента 13. Вход первого формирователя 18 импульса по переднему фронту соединен с выходом третьего компаратора 11, вход которого соединен с входом измерителя 5 амплитуды генератора, вход второго формирователя 19 импульса по переднему фронту соединен с выходом четвертого компаратора 12, вход которого соединен с входом измерителя 6 амплитуды сети, первый и второй входы второго элемента И 16 соединены с выходами соответственно первого 18 и второго 19 формирователей импульсов по переднему фронту, а выход соединен с входом расширителя 25 импульсов, выход которого соединен с входом второго инвертора 10, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И 17, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И 15, первый и второй входы которого соединены с выходом “меньше” первого компаратора 1 и с выходом “больше” второго компаратора 10 соответственно, а выход первого элемента И 15 соединен с вторым входом третьего элемента И 17, выход которого соединен со входом третьего исполнительного элемента 14.The frequency-phase relay (Fig. 1) contains the first 1 and second 2 comparators, a division unit 3, a first actuator 4, a generator amplitude meter 5, a network amplitude meter 6, an algebraic adder 7, a constant coefficient multiplier 8, the first 9 and second 10 inverters, the third 11 and fourth 12 comparators, the second 13 and third 14 actuators, the first 15, the second 16 and the third 17 elements And, the first 18 and the second 19 are pulse shapers on the leading edge, a network frequency meter 20, the input of which is connected to the input meter 6 amplitude set and is the voltage input of the frequency-phase relay network, and the output is connected to the input of the multiplier 8 by a constant coefficient and to the addition input of the algebraic adder 7, the generator frequency meter 21, the input of which is connected to the input of the generator amplitude meter 5, and the output is connected to the input of the divisible block 3 division, the input of the divider is connected to the output of the amplitude meter 5 of the generator, and the output is connected to the first input of the multiplier 22, the second input of which is connected to the output of the meter 6 of the network amplitude, and the output is connected to the subtraction the input input of the algebraic adder 7, the output of which is connected to the first inputs of the first 1 and second 2 comparators, the second input of the first comparator 1 is connected to the output of the multiplier 8 by a constant coefficient and to the input of the first inverter 9, and the output “more” is connected to the input of the first actuator 4. The second input of the second comparator 2 is connected to the output of the first inverter 9, and the output “less” is connected to the input of the second actuator 13. The input of the first pulse former 18 is connected to the output of the third a comparator 11, the input of which is connected to the input of the generator amplitude meter 5, the input of the second pulse former 19 is connected to the output of the fourth comparator 12, whose input is connected to the input of the network amplitude meter 6, the first and second inputs of the second element And 16 are connected to the outputs, respectively the first 18 and second 19 pulse shapers on the leading edge, and the output is connected to the input of the expander 25 pulses, the output of which is connected to the input of the second inverter 10, the output of which is connected to the first input third the first element And 17, the second input of which is connected to the output of the first element And 15, the first and second inputs of which are connected to the output “less” of the first comparator 1 and with the output “more” of the second comparator 10, respectively, and the output of the first element And 15 is connected to the second the input of the third element And 17, the output of which is connected to the input of the third actuator 14.

Исполнительные элементы 4, 13 и 14 могут быть выполнены в виде обмоток реле с замыкающими или размыкающими контактами. Формирователи 18 и 19 вырабатывают короткий импульс при перепаде их входного сигнала с нижнего уровня на верхний.Actuators 4, 13 and 14 can be made in the form of relay windings with make or break contacts. Shapers 18 and 19 generate a short pulse when their input signal drops from a lower level to an upper one.

Измерители частоты сети 20 и генератора 21 преобразуют сигналы сети и генератора в соответствии с математическими выражениями:The frequency meters of the network 20 and the generator 21 convert the signals of the network and the generator in accordance with the 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 сети,where U 0 is the signal at the output of the network frequency meter,

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

f0 - частота сети,f 0 - network frequency,

f1 - частота генератора,f 1 - generator frequency,

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

Измерители амплитуды сети 6 и генератора 5 преобразуют сигналы сети и генератора в величины, пропорциональные их амплитудам и равные масштабным коэффициентам А0 и A1 соответственно.The amplitude meters of the network 6 and the generator 5 convert the signals of the network and the generator into values proportional to their amplitudes and equal to the scale factors A 0 and A 1, respectively.

Длительность импульсов, формируемых первым 18 и вторым 19 формирователями импульсов по переднему фронту, пропорциональна допустимому значению рассогласования фаз напряжений сети и генератора, а длительность импульсов, формируемых расширителем 25 импульсов, не менее периода напряжения генератора и периода напряжения сети.The duration of the pulses generated by the first 18 and second 19 pulse shapers on the leading edge is proportional to the permissible value of the phase voltage mismatch between the generator and the generator, and the pulse duration generated by the expander 25 pulses is not less than the generator voltage period and the network voltage period.

Остальные блоки устройства являются стандартными блоками электротехники. Цепи питания блоков на чертеже опущены как несущественные.The remaining units of the device are standard units of electrical engineering. The power circuits of the blocks in the drawing are omitted as non-essential.

Измерители 20 и 21 частоты (фиг.2) могут быть выполнены в виде усилителя 23, в выходной цепи которого включен резонансный контур 24, 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 20 and 21 (FIG. 2) can be made in the form of an amplifier 23, in the output circuit of which a resonant circuit 24 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 сигналы на выходе четвертого компаратора 12 (фиг.3,а) и на выходе третьего компаратора 11 (фиг.3,б,в,г). Заштрихованные части соответствуют длительности и временному положению импульсов, вырабатываемых формирователями, включенных на выходах соответствующих компараторов.Figure 3 presents the signals at the output of the fourth comparator 12 (Fig.3, a) and at the output of the third comparator 11 (Fig.3, b, c, d). The shaded parts correspond to the duration and temporary position of the pulses generated by the formers, included at the outputs of the respective comparators.

Частотно-фазовое реле работает следующим образом.Frequency-phase relay operates as follows.

При включении реле на выходе измерителя 20 формируется сигнал U0=A0/f0, величина которого обратно пропорциональна частоте напряжения сети 1/f0, а на выходе измерителя 21 - сигнал U1=A1/f1, обратно пропорциональный частоте генератора f1. Одновременно с этим, измеритель 6 вырабатывает сигнал, пропорциональный A0, а измеритель 5 - сигнал, пропорциональный амплитуде A1. В этом случае на выходе алгебраического сумматора 7 формируется относительная величина разности частот A0/f0-A1 A0/A1f1 = А0(f1-f0)/f0·f1 = A0(f1-f0)/f 2 0 , т.к. f0=f1.When the relay is turned on, the signal U 0 = A 0 / f 0 is formed at the output of the meter 20, the value of which is inversely proportional to the frequency of the mains voltage 1 / f 0 , and at the output of the meter 21, the signal U 1 = A 1 / f 1 is inversely proportional to the generator frequency f 1 . At the same time, meter 6 generates a signal proportional to A 0 , and meter 5 produces a signal proportional to the amplitude of A 1 . In this case, at the output of the algebraic adder 7, 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 0 = f 1 .

Кроме того, сигнал с выхода измерителя 1 умножается в умножителе 2 на малый коэффициент К, определяющий допустимое отклонение частоты синхронизируемого сигнала от входного. Тогда в первом компараторе 1 сравниваются величины А0(f1-f0)/f 2 0 и A0K/f0, а во втором компараторе 2 сравниваются величины A0(f1-f0)/f 2 0 и - A0K/f0, поскольку на его вход поступает инвертированное первым инвертором 9 значение сигнала с выхода умножителя 8.In addition, the signal from the output of the meter 1 is multiplied in the multiplier 2 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 1, the quantities A 0 (f 1 −f 0 ) / f are compared 2 0 and A 0 K / f 0 , and in the second comparator 2, the quantities A 0 (f 1 -f 0 ) / f are compared 2 0 and - A 0 K / f 0 , since the signal from the output of the multiplier 8 inverted by the first inverter 9 is input to it.

Первый исполнительный элемент 4 сработает, когда частота генератора f1 превысит допустимое отклонение от частоты сети fo в большую сторону на относительную величину, задаваемую коэффициентом К, а второй исполнительный элемент 13 - когда частота входного сигнала недопустимо отклонится в меньшую сторону. Если же частота генератора будет совпадать с частотой сети или отклоняться от нее в допустимых пределах, то на выходе первого элемента И 15 будет сформирован сигнал логической единицы, разрешающий производить подстройку фазы напряжения генератора к фазе напряжения сети. Это будет происходить при недопустимом рассогласовании фаз с помощью третьего исполнительного элемента 14, если на него будет поступать сигнал логической единицы с выхода третьего элемента И 17. Формирование такого сигнала или сигнала логического нуля производится следующим образом.The first actuator 4 will work when the frequency of the generator f 1 exceeds the permissible deviation from the network frequency f o upward by a relative amount specified by the coefficient K, and the second actuator 13 when the frequency of the input signal is unacceptably deviated downward. If the generator frequency coincides with the frequency of the network or deviates from it within acceptable limits, then a logical unit signal will be generated at the output of the first element And 15, allowing the adjustment of the generator voltage phase to the network voltage phase. This will happen if there is an unacceptable phase mismatch using the third actuator 14, if it receives a logical unit signal from the output of the third element And 17. The formation of such a signal or a logic zero signal is as follows.

На вход четвертого компаратора 12 (с нулевым пороговым уровнем) поступает напряжение сети, а на вход третьего компаратора 11 (также с нулевым пороговым уровнем) - напряжение генератора, поэтому на выходе четвертого компаратора 12 формируется последовательность прямоугольных импульсов (фиг.3,а), длительность которых равна половине периода напряжения сети, а на выходе третьего компаратора 11 формируется последовательность прямоугольных импульсов (фиг.3,б,в,г), длительность которых равна половине периода напряжения генератора. Первый 18 и второй 19 формирователи вырабатывают короткие импульсы, длительность которых пропорциональна допустимому значению рассогласования фаз входных сигналов (заштрихованные части сигналов на фиг.3).The voltage of the network is supplied to the input of the fourth comparator 12 (with a zero threshold level), and the generator voltage is supplied to the input of the third comparator 11 (also with a zero threshold level), so a sequence of rectangular pulses is formed at the output of the fourth comparator 12 (Fig. 3, a), the duration of which is equal to half the period of the voltage of the network, and at the output of the third comparator 11 a sequence of rectangular pulses is formed (Fig. 3, b, c, d), the duration of which is equal to half the period of the voltage of the generator. The first 18 and second 19 shapers produce short pulses, the duration of which is proportional to the permissible value of the phase mismatch of the input signals (shaded parts of the signals in figure 3).

При совпадении временных положений импульсов, например на фиг.3,а и фиг.3,б, на выходе второго элемента И 16 формируется импульс, который расширяется расширителем 25, но преобразуется в уровень логического нуля вторым инвертором 10. Поэтому даже при наличии уровня логической единицы на выходе первого элемента И 15 третий исполнительный элемент 14 не срабатывает.With the coincidence of the temporary positions of the pulses, for example in Fig. 3, a and Fig. 3, b, a pulse is generated at the output of the second element And 16, which is expanded by the expander 25, but converted into a logical zero level by the second inverter 10. Therefore, even if there is a logical level units at the output of the first element And 15 the third actuator 14 does not work.

При сдвиге фазы напряжения генератора относительно фазы напряжения сети более допустимого предела, задаваемого длительностью импульсов, формируемых на выходах первого 18 и второго 19 формирователей импульса по переднему фронту, импульсы с выхода второго формирователя 19 перестают совпадать во времени с импульсами, формируемыми на выходе первого формирователя 18, поэтому на выходе второго элемента И 16 не формируется соответствующего импульса совпадения и на выходе расширителя 25 будет наблюдаться уровень логического нуля, который инвертируется вторым инвертором 10. Поэтому при наличии уровня логической единицы на выходе первого элемента И 15, что сигнализирует о достаточной близости частот напряжений сети и генератора, на выходе третьего элемента И 17 формируется уровень логической единицы, что, в свою очередь, приводит к срабатыванию третьего исполнительного элемента 14.When the phase voltage of the generator relative to the phase of the mains voltage exceeds the allowable limit specified by the duration of the pulses generated at the outputs of the first 18 and second 19 pulse shapers on the leading edge, the pulses from the output of the second shaper 19 cease to coincide in time with the pulses generated at the output of the first shaper 18 therefore, at the output of the second element And 16 no corresponding coincidence pulse is formed and at the output of expander 25 there will be a level of logical zero, which is inverted is taken by the second inverter 10. Therefore, if there is a level of a logical unit at the output of the first element And 15, which signals a sufficient proximity of the frequencies of the voltage of the network and the generator, a level of a logical unit is formed at the output of the third element And 17, which, in turn, triggers the third actuator 14.

Таким образом, предложенное устройство обладает более широкими функциональными возможностями, поскольку оно вырабатывает не только сигнал, характеризующий наличие сигналов сети и генератора, но и вырабатывает сигнал недопустимого рассогласования фаз напряжений генератора и сети при определении близости их частот.Thus, the proposed device has wider functional capabilities, since it not only generates a signal characterizing the presence of network and generator signals, but also generates an unacceptable signal of phase voltage mismatch between the generator and the network when determining the proximity of their frequencies.

Источники информацииSources of information

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, с.390, рис.35.10.1. Electrical reference book, in 4 volumes, t.2. Electrical products and devices. Under the general editorship of V.G. Gerasimova et al. - Moscow: Publishing House MPEI, 1998, p.390, Fig. 35.10.

2. Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. - М.: Высшая школа, 1991, с.122, рис.3.29 (прототип).2. Andreev V.A. Relay protection and automation of power supply systems. - M.: Higher School, 1991, p.122, Fig.3.29 (prototype).

Claims (1)

Частотно-фазовое реле, содержащее первый и второй компараторы, блок деления и первый исполнительный элемент, отличающееся тем, что введены измеритель амплитуды генератора, измеритель амплитуды сети, алгебраический сумматор, умножитель на постоянный коэффициент, перемножитель, первый и второй инверторы, третий и четвертый компараторы, второй и третий исполнительные элементы, первый, второй и третий элементы И, первый и второй формирователи коротких импульсов по переднему фронту, измеритель частоты сети, вход которого соединен с входом измерителя амплитуды сети и является входом сети частотно-фазового реле, а выход соединен с входом умножителя на постоянный коэффициент и с входом сложения алгебраического сумматора, измеритель частоты генератора, вход которого соединен с входом измерителя амплитуды генератора, а выход соединен с входом делимого блока деления, вход делителя которого соединен с выходом измерителя амплитуды генератора, а выход соединен с первым входом перемножителя, второй вход которого соединен с выходом измерителя амплитуды сети, а выход соединен с вычитающим входом алгебраического сумматора, выход которого соединен с первыми входами первого и второго компараторов, второй вход первого компаратора соединен с выходом умножителя на постоянный коэффициент и с входом первого инвертора, выход “Больше” первого компаратора соединен с входом первого исполнительного элемента, второй вход второго компаратора соединен с выходом первого инвертора, а выход “Меньше” соединен с входом второго исполнительного элемента, при этом вход первого формирователя короткого импульса по переднему фронту соединен с выходом третьего компаратора, вход которого соединен с входом измерителя амплитуды генератора, являющегося входом генератора частотно-фазового реле, вход второго формирователя короткого импульса по переднему фронту соединен с выходом четвертого компаратора, вход которого соединен с входом измерителя амплитуды сети, первый и второй входы второго элемента И соединены с выходами соответственно первого и второго формирователей коротких импульсов по переднему фронту, а выход соединен с входом расширителя импульсов, выход которого соединен с входом второго инвертора, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, первый и второй входы которого соединены с выходом “Меньше” первого компаратора и с выходом “Больше” второго компаратора соответственно, выход третьего элемента И соединен с входом третьего исполнительного элемента, измерители частоты сети и генератора преобразуют сигналы сети и генератора в соответствии с математическими выражениямиFrequency-phase relay, containing the first and second comparators, the division unit and the first actuator, characterized in that the generator has an amplitude meter, a network amplitude meter, an algebraic adder, a constant factor multiplier, a multiplier, the first and second inverters, the third and fourth comparators , the second and third actuators, the first, second and third elements And, the first and second drivers of short pulses on the leading edge, the frequency meter of the network, the input of which is connected to the input and the network amplitude meter is the network input of the frequency-phase relay, and the output is connected to the input of the multiplier by a constant coefficient and to the addition input of the algebraic adder, the generator frequency meter, the input of which is connected to the input of the generator amplitude meter, and the output is connected to the input of the divisible division unit, the input of the divider which is connected to the output of the generator amplitude meter, and the output is connected to the first input of the multiplier, the second input of which is connected to the output of the network amplitude meter, and the output is connected to the subtractor by the input of an algebraic adder, the output of which is connected to the first inputs of the first and second comparators, the second input of the first comparator is connected to the output of the multiplier by a constant coefficient and to the input of the first inverter, the output “More” of the first comparator is connected to the input of the first actuator, the second input of the second comparator connected to the output of the first inverter, and the output “Less” is connected to the input of the second actuator, while the input of the first driver of a short pulse on the leading edge with connected to the output of the third comparator, the input of which is connected to the input of the generator amplitude meter, which is the input of the frequency-phase relay generator, the input of the second short-pulse driver for the leading edge is connected to the output of the fourth comparator, the input of which is connected to the input of the network amplitude meter, the first and second inputs the second element And are connected to the outputs of the first and second short pulse shapers, respectively, on the leading edge, and the output is connected to the input of the pulse expander, the output of which connected to the input of the second inverter, the output of which is connected to the first input of the third element And, the second input of which is connected to the output of the first element And, the first and second inputs of which are connected to the output “Less” of the first comparator and the output “More” of the second comparator, respectively, the output of the third element And is connected to the input of the third actuator, the frequency meters of the network and generator convert the signals of the network and generator 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 сети;where U 0 is the signal at the output of the network frequency meter; U1 - сигнал на выходе измерителя частоты генератора;U 1 - signal at the output of the generator frequency meter; f0 - частота сети;f 0 - network frequency; f1 - частота генератора;f 1 - generator frequency; А0, А1 - масштабные коэффициенты, пропорциональные амплитудам напряжений сети и генератора,And 0 , And 1 - scale factors proportional to the amplitudes of the voltage of the network and generator, причем измерители амплитуды сети и генератора преобразуют сигналы сети и генератора в величины, пропорциональные их амплитудам и равные масштабным коэффициентам А0 и А1 соответственно, длительность импульсов, формируемых первым и вторым формирователями коротких импульсов по переднему фронту, пропорциональна допустимому значению рассогласования фаз напряжений сети и генератора, а длительность импульсов, формируемых расширителем импульсов, не менее периода напряжения генератора и периода напряжения сети.moreover, the meters of the network and generator amplitudes convert the signals of the network and the generator into values proportional to their amplitudes and equal to the scale factors A 0 and A 1, respectively, the duration of the pulses generated by the first and second shapers of short pulses along the leading edge is proportional to the allowable value of the phase voltage mismatch of the network and generator, and the duration of the pulses generated by the pulse expander is not less than the generator voltage period and the network voltage period.
RU2003101381/09A 2003-01-21 2003-01-21 Frequency-phase relay RU2231852C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003101381/09A RU2231852C1 (en) 2003-01-21 2003-01-21 Frequency-phase relay

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003101381/09A RU2231852C1 (en) 2003-01-21 2003-01-21 Frequency-phase relay

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2231852C1 true RU2231852C1 (en) 2004-06-27
RU2003101381A RU2003101381A (en) 2004-08-27

Family

ID=32846691

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003101381/09A RU2231852C1 (en) 2003-01-21 2003-01-21 Frequency-phase relay

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2231852C1 (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.122. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2231852C1 (en) Frequency-phase relay
US3792339A (en) Control device for an inverted converter
RU2208864C1 (en) Frequency relay
RU2206935C1 (en) Phase difference relay
RU2222089C1 (en) Differential-frequency relay
RU2237311C1 (en) Frequency-phase relay
RU2216812C1 (en) Frequency difference relay
RU2231157C1 (en) Frequency-difference relay
RU2208869C1 (en) Difference-frequency relay
RU2231853C1 (en) Frequency relay
RU2208868C1 (en) Difference-frequency relay
RU2231158C1 (en) Frequency relay
RU2231849C1 (en) Frequency-difference relay
RU2244978C1 (en) Frequency relay
RU2239905C1 (en) Frequency relay
RU2237312C1 (en) Phase-difference relay
RU2231851C2 (en) Frequency-difference relay
RU2213387C1 (en) Phase-frequency relay
RU2248637C2 (en) Phase-and-frequency relay
RU2233499C1 (en) Frequency relay
RU2208865C1 (en) Frequency relay
RU2208866C1 (en) Difference-frequency relay
RU2575180C1 (en) Relay
SU736127A1 (en) Cosine function converter
SU1190497A2 (en) Device for generating rectangular signal

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