RU2575180C1

RU2575180C1 - Relay

Info

Publication number: RU2575180C1
Application number: RU2014145801/07A
Authority: RU
Inventors: Алевтина Владимировна Борисова; Наталья Александровна Платонова; Юрий Иванович Плужников; Наталья Борисовна Цвелодуб
Original assignee: Алевтина Владимировна Борисова; Наталья Александровна Платонова; Юрий Иванович Плужников; Наталья Борисовна Цвелодуб
Filing date: 2014-11-17
Publication date: 2016-02-20

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: relay contains a frequency dependable element, two summing devices, an algebraic adder, two executing elements, thirteen limit blocks, four AND elements, an OR element, two reversible counters, a clock generator, a pulse frequency divider, an univibrator.

EFFECT: expansion of functional abilities by the assurance of the simultaneous execution of functions of the frequency relay and generator phase relay relatively to the frequency and phase of the network voltage.

2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве электронного реле, например, при подстройке амплитуды, частоты и фазы генератора при его включении в сеть.The invention relates to electrical engineering and can be used as an electronic relay, for example, when adjusting the amplitude, frequency and phase of the generator when it is connected to the network.

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 является 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 формирователь импульсов, 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 формирователя импульсов, последовательно соединенные делитель напряжения, вход которого соединен с выходом частотного фильтра, второй формирователь импульсов и формирователь коротких импульсов, выход которого соединен со вторым входом элемента ЗАПРЕТ, а также пусковой элемент, выполненный в виде выпрямителя, вход которого соединен с выходом разделительного трансформатора, а выход соединен со вторым входом расширителя импульсов [2].Closest to the technical nature of the claimed device is a device containing a series-connected isolation transformer, a frequency filter, a first frequency-dependent element, a first pulse shaper, an element BAN, a pulse expander, an amplifier and an actuator, 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 pulse shaper, a voltage divider connected in series, the input of which is it is single with the output of the frequency filter, the second pulse shaper and the short pulse shaper, the output of which is connected to the second input of the BAN element, as well as the starting element, made in the form of a rectifier, the input of which is connected to the output of the isolation transformer, and the output is connected to the second input of the pulse expander [ 2].

Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно узкие функциональные возможности, поскольку оно одновременно может работать либо как реле понижения частоты, либо как реле повышения частоты, но не позволяет контролировать и частоту и фазу генератора при его подключении в сеть.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, but it does not allow controlling the frequency and phase of the generator when it is connected to the network.

Задачей, которая решается в предложенном изобретении, является расширение функциональных возможностей.The problem that is solved in the proposed invention is the expansion of functionality.

Требуемый технический результат заключается в расширении функциональных возможностей, путем обеспечения одновременного выполнения функций и реле частоты и реле фазы генератора относительно частоты и фазы напряжения сети.The required technical result is to expand the functionality by providing the simultaneous execution of functions and frequency relays and phase relay of the generator relative to the frequency and phase of the mains voltage.

Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что в реле, содержащее первый исполнительный элемент, первый выпрямитель и частотно-зависимый элемент, согласно изобретению, введены элементы И с первого по четвертый, первый и второй сумматоры, первый и второй реверсивные счетчики, одновибратор, пороговые блоки с первого по одиннадцатый, второй выпрямитель, элемент ИЛИ, алгебраический сумматор, второй исполнительный элемент и последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и делитель частоты, при этом, вход частотно-зависимого элемента является входом напряжения внешнего генератора и соединен с входом четвертого порогового блока, выход «больше» которого соединен с первыми входами первого и второго сумматоров, выход частотно-зависимого элемента соединен с входом пятого порогового блока, выход «меньше» которого соединен со вторым входом первого сумматора, выход которого соединен с входом первого порогового блока, входы сложения и вычитания первого реверсивного счетчика соединены с выходами первого и второго элементов И, соответственно, первый прямой вход первого элемента И соединен с выходом «меньше» первого порогового блока, с выходом «больше» которого соединен первый прямой вход второго элемента И, второй прямой вход первого элемента И соединен с выходом делителя частоты, а второй прямой вход второго элемента И соединен с выходом генератора тактовых импульсов, выход первого реверсивного счетчика соединен со входом первого исполнительного элемента и с входами второго и третьего пороговых блоков, выход «больше» второго порогового блока и выход «меньше» третьего порогового блока соединены с первыми инверсными входами первого и второго элементов И, соответственно, выход одновибратора соединен с входами установки в начальное состояние первого и второго реверсивных счетчиков и с входом запуска генератора тактовых импульсов, а вход одновибратора является входом запуска частотно-фазового реле, вход шестого порогового блока является входом напряжения сети, а выход соединен со вторым входом второго сумматора, выход которого соединен с входом седьмого порогового блока, входы сложения и вычитания второго реверсивного счетчика соединены с выходами третьего и четвертого элементов И, соответственно, первый прямой вход третьего элемента И соединен с выходом «меньше» седьмого порогового блока, с выходом «больше» которого соединен первый прямой вход четвертого элемента И, второй прямой вход третьего элемента И соединен с выходом делителя частоты, а второй прямой вход четвертого элемента И соединен с выходом генератора тактовых импульсов, выход второго реверсивного счетчика соединен со входом второго исполнительного элемента и с входами восьмого и девятого пороговых блоков, выход «больше» восьмого порогового блока и выход «меньше» девятого порогового блока соединены с первыми инверсными входами третьего и четвертого элементов И, соответственно, вторые инверсные входы которых соединены с выходом первого исполнительного элемента, вход первого выпрямителя соединен со входом четвертого порогового блока, вход второго выпрямителя соединен со входом шестого порогового блока, вход сложения и вычитания алгебраического сумматора соединены, соответственно, с выходами первого и второго выпрямителей, а выход соединен со входами десятого и одиннадцатого пороговых блоков, выход «больше» десятого порогового блока и выход «меньше» одиннадцатого порогового блока соединены, соответственно, с первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого соединен со вторыми инверсными входами первого и второго элементов И, причем первый и второй исполнительные элементы выполнены в виде, соответственно, двенадцатого и тринадцатого пороговых блоков, входы и выходы которых являются входами и выходами соответствующих исполнительных элементов, выходные сигналы десятого и одиннадцатого пороговых блоков предназначены для регулирования напряжения внешнего генератора, а частотно-зависимый элемент производит сдвиг по фазе входного сигнала пропорционально отклонению его частоты от номинальной, соответствующей частоте сети.The problem is solved, and the desired technical result is achieved by the fact that in the relay containing the first actuator, the first rectifier and the frequency-dependent element, according to the invention, elements And from the first to fourth, first and second adders, the first and second reversible counters are introduced, one-shot, threshold blocks from the first to the eleventh, the second rectifier, an OR element, an algebraic adder, a second actuator and a series-connected clock generator and frequency divider, etc. and this, the input of the frequency-dependent element is the voltage input of the external generator and is connected to the input of the fourth threshold block, the output of "more" of which is connected to the first inputs of the first and second adders, the output of the frequency-dependent element is connected to the input of the fifth threshold block, the output is "less ”Which is connected to the second input of the first adder, the output of which is connected to the input of the first threshold block, the addition and subtraction inputs of the first reversible counter are connected to the outputs of the first and second elements And, respectively Naturally, the first direct input of the first element And is connected to the output “less” of the first threshold block, with the output “more” of which the first direct input of the second element And is connected, the second direct input of the first element And is connected to the output of the frequency divider, and the second direct input of the second element And connected to the output of the clock generator, the output of the first reversible counter is connected to the input of the first actuator and to the inputs of the second and third threshold blocks, the output is “greater” than the second threshold block and the output is “less” tr the fifth threshold block are connected to the first inverse inputs of the first and second elements And, accordingly, the output of the single-vibrator is connected to the inputs of the installation in the initial state of the first and second reversible counters and to the input of the start of the clock generator, and the input of the single-vibrator is the input of the start of the frequency-phase relay, input the sixth threshold block is the input of the mains voltage, and the output is connected to the second input of the second adder, the output of which is connected to the input of the seventh threshold block, the addition and subtraction inputs The second reverse counter is connected to the outputs of the third and fourth elements And, accordingly, the first direct input of the third element And is connected to the output “less” of the seventh threshold block, with the output “more” of which the first direct input of the fourth element And is connected, the second direct input of the third element And connected to the output of the frequency divider, and the second direct input of the fourth element And connected to the output of the clock, the output of the second reverse counter connected to the input of the second actuator and the inputs of the eighth and ninth threshold blocks, the output is “greater” of the eighth threshold block and the output is “less” of the ninth threshold block are connected to the first inverse inputs of the third and fourth elements And, accordingly, the second inverse inputs of which are connected to the output of the first actuator, the input of the first rectifier is connected with the input of the fourth threshold block, the input of the second rectifier is connected to the input of the sixth threshold block, the addition and subtraction of the algebraic adder are connected, respectively, with the outputs the first and second rectifiers, and the output is connected to the inputs of the tenth and eleventh threshold blocks, the output is “greater than” the tenth threshold block and the output is “less” of the eleventh threshold block, respectively, connected to the first and second inputs of the OR element, the output of which is connected to the second inverse inputs the first and second elements And, and the first and second actuating elements are made in the form, respectively, of the twelfth and thirteenth threshold blocks, the inputs and outputs of which are the inputs and outputs of the corresponding spolnitelnyh elements, the outputs of the tenth and eleventh threshold blocks are used for regulating the external voltage generator, and the frequency-dependent element shifts the phase of an input signal proportional to the deviation from its nominal frequency corresponding to the mains frequency.

На фиг. 1 представлена электрическая структурная схема реле, на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.In FIG. 1 is an electrical block diagram of a relay; FIG. 2 is a timing diagram explaining its operation.

Реле (фиг. 1) содержит четвертый пороговый блок 1, вход которого является входом напряжения генератора, а выход «больше» соединен с первым входом первого сумматора 2, выход которого соединен с входом первого порогового блока 3, первый 4 и второй 5 элементы И, первые входы которых соединены соответственно с выходом «меньше» и выходом «больше» первого порогового блока 3, первый реверсивный счетчик 6, вход сложения и вход вычитания которого соединены с выходом первого 4 и второго 5 элементов И, соответственно, второй 7 и третий 8 пороговые блоки, выходы которых соединены с первыми инверсными входами первого 4 и второго 5 элементов И, соответственно, и первый исполнительный элемент 9, вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика 6.The relay (Fig. 1) contains a fourth threshold block 1, the input of which is the voltage input of the generator, and the output “greater” is connected to the first input of the first adder 2, the output of which is connected to the input of the first threshold block 3, the first 4 and second 5 elements And the first inputs of which are connected respectively to the output “less” and the output “more” of the first threshold block 3, the first reversible counter 6, the addition input and the subtraction input of which are connected to the output of the first 4 and second 5 elements And, respectively, the second 7 and third 8 threshold blocks out which are connected to the first inverse inputs of the first 4 and second 5 AND elements, respectively, and the first actuating element 9, the input of which is connected to the output of the reversible counter 6.

Реле содержит также последовательно соединенные генератор 10 тактовых импульсов (ГТИ), выход которого соединен со вторым входом второго элемента И 5, и делитель 11 частоты импульсов, выход которого соединен со вторым входом первого элемента И 4, а также одновибратор 12, вход которого является входом запуска частотно фазового реле, а выход соединен с входом установки в начальное состояние первого реверсивного счетчика бис входом запуска ГТИ 10.The relay also contains a series-connected clock generator 10 (GTI), the output of which is connected to the second input of the second element And 5, and a pulse frequency divider 11, the output of which is connected to the second input of the first element And 4, as well as a one-shot 12, whose input is the input start the frequency-phase relay, and the output is connected to the input of the installation in the initial state of the first reversible counter bis start input GTI 10.

Кроме того, реле содержит частотно-зависимый элемент 13, вход которого соединен с входом четвертого порогового блока 1, а выход соединен с входом пятого порогового блока 14, выход «меньше» которого соединен со вторым входом первого сумматора 2, а также шестой пороговый блок 15, вход которого является входом напряжения генератора, второй сумматор 17, первый вход которого соединен с выходом четвертого порогового блока 1, а второй вход - соединен с выходом «меньше» шестого порогового блока 15, седьмой пороговый блок 18, вход которого соединен с выходом второго сумматора 17, третий 19 и четвертый 20 элементы И, первые прямые входы которых соединены соответственно с выходом «меньше» и выходом «больше» седьмого порогового блока 18, второй реверсивный счетчик 21, вход сложения и вход вычитания которого соединены с выходами третьего 19 и четвертого 20 элементов И, соответственно, восьмой 22 и девятый 23 пороговые блоки, выходы которых соединены с первыми инверсными входами третьего 19 и четвертого 20 элементов И, соответственно, вторые инверсные входы которых соединены с выходом первого исполнительного элемента 9, и второй исполнительный элемент 24, вход которого соединен с выходом второго реверсивного счетчика 21.In addition, the relay contains a frequency-dependent element 13, the input of which is connected to the input of the fourth threshold block 1, and the output is connected to the input of the fifth threshold block 14, the output of which is “less” is connected to the second input of the first adder 2, as well as the sixth threshold block 15 , the input of which is the generator voltage input, the second adder 17, the first input of which is connected to the output of the fourth threshold block 1, and the second input is connected to the output "less" of the sixth threshold block 15, the seventh threshold block 18, the input of which is connected to the output m of the second adder 17, the third 19 and fourth 20 AND elements, the first direct inputs of which are connected respectively to the output “less” and the output “more” of the seventh threshold block 18, the second reversible counter 21, the addition input and the subtraction input of which are connected to the outputs of the third 19 and the fourth 20 elements And, respectively, the eighth 22 and ninth 23 threshold blocks, the outputs of which are connected to the first inverse inputs of the third 19 and the fourth 20 elements And, respectively, the second inverse inputs of which are connected to the output of the first actuator th element 9 and the second actuating element 24, whose input is connected to the output of the second down counter 21.

Помимо указанного выше, реле содержит также первый выпрямитель 25, вход которого соединен со входом четвертого порогового блока 1, второй выпрямитель 26, вход которого соединен со входом шестого порогового блока 15, алгебраический сумматор 27, вход сложения и вычитания которого соединены, соответственно, с выходом первого 25 и выходом второго 26 выпрямителей, а выход соединен со входами десятого 28 и одиннадцатого 29 пороговых блоков, а также элемент ИЛИ 30, при этом, выход «больше» десятого порогового блока 28 и выход «меньше» одиннадцатого порогового блока 29 соединены, соответственно, с первым и вторым входами элемента ИЛИ 30, выход которого соединен со вторыми инверсными входами первого 4 и второго 5 элементов И.In addition to the above, the relay also contains a first rectifier 25, the input of which is connected to the input of the fourth threshold block 1, a second rectifier 26, whose input is connected to the input of the sixth threshold block 15, an algebraic adder 27, the addition and subtraction input of which are connected, respectively, with the output the first 25 and the output of the second 26 rectifiers, and the output is connected to the inputs of the tenth 28 and eleventh 29 threshold blocks, as well as the OR element 30, while the output is “greater” than the tenth threshold block 28 and the output is “less” of the eleventh thresholds th unit 29 are respectively connected to first and second inputs of OR element 30, whose output is connected to the second inverted input of the first 4 and second 5 elements I.

При этом первый 9 и второй 24 исполнительные элементы содержат, соответственно, двенадцатый 31 и тринадцатый 32 пороговые блоки, входы и выходы которых являются входами и выходами соответствующих исполнительных элементов.In this case, the first 9 and second 24 actuators contain, respectively, the twelfth 31 and thirteenth 32 threshold blocks, the inputs and outputs of which are the inputs and outputs of the respective actuators.

Пороговые блоки с первого по тринадцатый могут быть выполнены в виде стандартных компараторов, реверсивные счетчики - по схеме, представленной в [3, стр. 177, 187], делитель 11 - в виде двоичного счетчика, а частотно-зависимый элемент 14 может быть выполнен, например, в виде резонансного контура [2, стр. 52, рис. 1.14].The threshold blocks from the first to the thirteenth can be made in the form of standard comparators, reversible counters according to the scheme presented in [3, p. 177, 187], the divider 11 in the form of a binary counter, and the frequency-dependent element 14 can be performed, for example, in the form of a resonant circuit [2, p. 52, Fig. 1.14].

На фиг. 2 представлены следующие временные диаграммы: на фиг. 2, а - сигнал U₁ на выходе четвертого порогового блока 1, на фиг. 2, б - сигнал U₁₄ на выходе пятого порогового блока 14 при равенстве частоты генератора номинальной частоте (частоте сети), на фиг. 2, в - сигнал U₁₄ на выходе пятого порогового блока 14, когда сдвиг частоты генератора приводит к отставанию фазы при прохождении сигнала через частотно-зависимый элемент 13, на фиг. 2, г - сигнал U₁₄ на выходе пятого порогового блока 14, когда сдвиг частоты генератора приводит к опережению фазы при прохождении сигнала через частотно-зависимый элемент, на фиг. 2, д - сигнал U₂ на выходе первого сумматора 2 (для случая отставания фазы), на фиг. 2, е - сигнал Е₆ на выходе первого реверсивного счетчика 6 в аналоговом виде, на фиг. 2, ж - сигнал U₃₁ на выходе двенадцатого порогового блока 31.In FIG. 2 shows the following timing diagrams: FIG. 2a - signal U ₁ at the output of the fourth threshold block 1, in FIG. 2, b - the signal U ₁₄ at the output of the fifth threshold block 14 when the generator frequency is equal to the nominal frequency (mains frequency), in FIG. 2c - signal U ₁₄ at the output of the fifth threshold block 14, when the frequency shift of the generator leads to phase lag during the passage of the signal through the frequency-dependent element 13, FIG. 2d - signal U ₁₄ at the output of the fifth threshold block 14, when the frequency shift of the generator leads to phase advance when the signal passes through the frequency-dependent element, FIG. 2, d - signal U ₂ at the output of the first adder 2 (for the case of phase lag), in FIG. 2e - signal E ₆ at the output of the first reversible counter 6 in analog form, FIG. 2, g - signal U ₃₁ at the output of the twelfth threshold block 31.

Реле работает следующим образом.The relay operates as follows.

При включении устройства питание подается на все его элементы в том числе на вход запуска одновибратора 12, который вырабатывается импульс, поступающий на вход установки в начальное состояние первого 6 и второго 21 реверсивных счетчиков и на вход запуска ГТИ 10. Начальное состояние первого 6 и второго 21 реверсивных счетчиков целесообразно устанавливать равным или несколько выше пороговых уровней первого 9 и второго 24 исполнительных элементов U_ИЭ, соответственно. На входы первого выпрямителя 25, четвертого порогового блока 1 и частотно-зависимого элемента 13, которые являются входом напряжения генератора, поступает, например, напряжение внешнего генератора, включаемого в сеть, а на входы второго выпрямителя 26 и шестого порогового блока 15 - напряжение сети. Частотно-зависимый элемент производит сдвиг по фазе входного сигнала пропорционально отклонению его частоты от номинальной, соответствующей частоте сети.When the device is turned on, power is supplied to all its elements, including the start input of the one-shot 12, which generates a pulse that goes to the installation input in the initial state of the first 6 and second 21 reverse counters and to the start input of the GTI 10. The initial state of the first 6 and second 21 it is advisable to set up reversible counters equal to or slightly higher than the threshold levels of the first 9 and second 24 actuators U _IE , respectively. The inputs of the first rectifier 25, the fourth threshold block 1 and the frequency-dependent element 13, which are the voltage input of the generator, receive, for example, the voltage of an external generator connected to the network, and the inputs of the second rectifier 26 and the sixth threshold block 15 receive the network voltage. A frequency-dependent element performs a phase shift of the input signal in proportion to the deviation of its frequency from the nominal one corresponding to the network frequency.

На выходах первого 25 и второго 26 выпрямителей формируются выпрямленные и сглаженные соответствующие напряжения, которые суммируются с противоположными знаками в алгебраическом сумматоре 27. При большом по модулю напряжении на выходе алгебраического сумматора 27 срабатывает один из пороговых блоков десятый 28 или одиннадцатый 29. Соответствующий сигнал логической единицы используется для регулировки напряжения генератора и через элемент ИЛИ 30 поступает на вторые инверсные входы первого 4 и второго 5 элементов И. Этим самым исключается прохождение через эти элементы импульсов на счетные входы первого реверсивного счетчика 6. Процесс поступления импульсов восстанавливается только при окончательной подстройке амплитуды напряжения генератора к амплитуде напряжения сети, когда выходное напряжение алгебраического сумматора 27 становится относительно малым по модулю.At the outputs of the first 25 and second 26 rectifiers, rectified and smoothed corresponding voltages are generated, which are summed with opposite signs in the algebraic adder 27. When the modulus of the voltage is large in magnitude, one of the threshold blocks tenth 28 or eleventh 29 is triggered at the output of the algebraic adder 27. The corresponding signal of the logical unit is used to adjust the voltage of the generator and through the element OR 30 it enters the second inverse inputs of the first 4 and second 5 elements I. This thereby eliminates going through these elements of pulses to the counting inputs of the first reversible counter 6. The process of receipt of pulses is restored only when the final adjustment of the voltage amplitude of the generator to the voltage amplitude of the network when the output voltage of the algebraic adder 27 becomes relatively small modulo

Одновременно с этим на выходе четвертого порогового блока 1 формируется сигнал логической единицы при положительной полуволне напряжения генератора (фиг. 2, а), а на выходе пятого порогового блока 14 сигнал логической единицы при отрицательной полуволне напряжения генератора (фиг. 2, б, в, г), который из-за влияния частотно-зависимого элемента 13 может совпадать, опережать или отставать по фазе в зависимости от величины и знака отклонения от частоты генератора от номинальной частоты (частоты сети). Сигналы с выходов пятого 14 и четвертого 1 пороговых блоков поступают на вход первого сумматора 2, формирующего суммарный сигнал (фиг. 2, е). Этот сигнал сравнивается в первом пороговом блоке 3 с опорным уровнем U_ОП. Если напряжение больше опорного уровня, то уровень логической единицы формируется на выходе «больше» первого порогового блока 3, в противном случае - на его выходе «меньше». В первом случае импульсы ГТИ 10 через второй элемент И 5 поступают на вход вычитания первого реверсивного счетчика 6, во втором случае - импульсы ГТИ 10 после снижения частоты импульсов в делителе 11 через первый элемент И 4 поступают на его вход сложения (фиг. 2, б). В результате, при увеличении амплитуды выходного сигнала сумматора 2 выше уровня U_ОП, что соответствует расфазировке сигналов на выходах четвертого 1 и пятого 14 пороговых блоков, сигнал на выходе реверсивного счетчика 6 относительно быстро станет ниже порогового уровня U_ИЭ9 первого исполнительного элемента 9, что приведет к формированию на выходе двенадцатого порогового блока 31 уровня логической единицы и срабатыванию, например, замыкающего контакта реле контроля частоты внешнего генератора.At the same time, at the output of the fourth threshold block 1, a signal of a logical unit is generated at a positive half-wave of the generator voltage (Fig. 2, a), and at the output of the fifth threshold block 14, a signal of a logical unit at a negative half-wave of the generator voltage (Fig. 2, b, c, d) which, due to the influence of the frequency-dependent element 13, may coincide, outstrip or lag behind in phase depending on the magnitude and sign of the deviation from the generator frequency from the nominal frequency (mains frequency). The signals from the outputs of the fifth 14 and fourth 1 threshold blocks are fed to the input of the first adder 2, forming the total signal (Fig. 2, e). This signal is compared in the first threshold block 3 with the reference level U _OP . If the voltage is greater than the reference level, then the level of the logical unit is formed at the output "more" of the first threshold block 3, otherwise - at its output is "less". In the first case, the pulses of the GTI 10 through the second element And 5 go to the input of the subtraction of the first reversible counter 6, in the second case, the pulses of the GTI 10 after reducing the frequency of pulses in the divider 11 through the first element And 4 are fed to its addition input (Fig. 2, b ) As a result, with an increase in the amplitude of the output signal of adder 2 above the level of U _ОP , which corresponds to the out-of-phase signals at the outputs of the fourth 1 and fifth 14 threshold blocks, the signal at the output of the reverse counter 6 relatively quickly becomes lower than the threshold level U _{IE9 of the} first actuator 9, which to the formation of the logical unit level at the output of the twelfth threshold block 31 and the operation, for example, of the make contact of the external frequency control relay.

Второй 7 и третий 8 пороговые блоки обеспечивают устойчивость работы частотно-фазового реле. При длительной работе в нормальном режиме, когда частота внешнего генератора находится в допустимых пределах, они не позволяют превысить максимально заданный уровень сигнала U_П+ первого реверсивного счетчика, при недопустимо большом отклонении частоты от номинального значения - не позволяют стать меньше минимально заданного уровня сигнала U_П-. Аналогично работают восьмой 22 и девятый 23 пороговые блоки относительно второго реверсивного счетчика 21.The second 7 and third 8 threshold blocks ensure the stability of the frequency-phase relay. During prolonged operation in normal mode, when the frequency of the external oscillator is within acceptable limits, they do not allow to exceed the maximum preset signal level U _P + of the first reversible counter, while the frequency deviation from the nominal value is unacceptably large - they do not allow to become smaller than the minimum preset signal level U _P -. The eighth 22 and ninth 23 threshold blocks operate in a similar manner with respect to the second reversible counter 21.

Кроме того, на вход шестого порогового блока 15 поступает, например, напряжение сети, с фазой которого должен быть согласован внешний генератор. На выходе шестого порогового блока 15 формируется сигнал логической единицы при отрицательной полуволне напряжения сети. Следовательно на его выходе формируется последовательность прямоугольных импульсов, аналогичная последовательности на выходе пятого порогового блока 14 (фиг. 2, б, в, г), которая может совпадать, опережать или отставать по фазе (с учетом сдвига на полупериод) от фазы напряжения генератора. Сигналы с выходов шестого 15 и четвертого 1 пороговых блоков поступают на вход второго сумматора 17, формирующего суммарный сигнал, аналогичный сигналу фиг. 2, д. Этот сигнал сравнивается в седьмом пороговом блоке 18 с опорным уровнем U_ОП. Если напряжение больше опорного уровня, то уровень логической единицы формируется на выходе «больше» седьмого порогового блока 18, в противном случае - на его выходе «меньше». В первом случае импульсы ГТИ 10 через четвертый элемент И 20 поступают на вход вычитания второго реверсивного счетчика 21, во втором случае - импульсы ГТИ 10 после снижения частоты импульсов в делителе 11 через третий элемент И 19 поступают на его вход сложения (фиг. 2, б). При этом, импульсы ГТИ 10 могут проходить через третий 19 и четвертый 20 элементы И только при наличии уровня логического нуля на выходе первого исполнительного элемента 9, что возможно при отклонении частоты генератора только в допустимых пределах относительно номинальной частоты. Тогда, при увеличении амплитуды выходного сигнала второго сумматора 17 выше уровня U_ОП, что соответствует существенной расфазировке сигналов на выходах четвертого 1 и шестого 15 пороговых блоков, сигнал на выходе второго реверсивного счетчика 21 относительно быстро станет ниже порогового уровня U_ИЭ24 второго исполнительного элемента 24, что приведет к формированию на выходе тринадцатого порогового блока 32 уровня логической единицы и срабатыванию, например, замыкающего контакта реле контроля разности фаз сети и внешнего генератора.In addition, the input of the sixth threshold block 15 receives, for example, the mains voltage, the phase of which must be matched by an external generator. At the output of the sixth threshold block 15, a signal of a logical unit is formed with a negative half-wave of the network voltage. Therefore, at its output, a sequence of rectangular pulses is formed, similar to the sequence at the output of the fifth threshold block 14 (Fig. 2, b, c, d), which can coincide, be ahead or lag behind in phase (taking into account a half-period shift) from the generator voltage phase. The signals from the outputs of the sixth 15 and fourth 1 threshold blocks are fed to the input of the second adder 17, forming a total signal similar to the signal of FIG. 2, e. This signal is compared in the seventh threshold block 18 with the reference level U _OP . If the voltage is greater than the reference level, then the level of the logical unit is formed at the output "more" of the seventh threshold block 18, otherwise - at its output is "less". In the first case, the pulses of the GTI 10 through the fourth element And 20 are fed to the subtraction input of the second reversible counter 21, in the second case, the pulses of the GTI 10 after reducing the frequency of pulses in the divider 11 through the third element And 19 are fed to its addition input (Fig. 2, b ) Moreover, GTI pulses 10 can pass through the third 19 and fourth 20 elements And only if there is a logic zero level at the output of the first actuator 9, which is possible when the generator frequency deviates only within acceptable limits relative to the nominal frequency. Then, with an increase in the amplitude of the output signal of the second adder 17 above the level of U _ОP , which corresponds to a significant misphasing of the signals at the outputs of the fourth 1 and sixth 15 threshold blocks, the signal at the output of the second reverse counter 21 relatively quickly becomes lower than the threshold level U _{IE24 of the} second actuator 24, which will lead to the formation of a logical unit level at the output of the thirteenth threshold block 32 and the triggering, for example, of the make contact of the phase difference relay of the network and the external generator.

Тем самым расширяются функциональные возможности устройства, поскольку, благодаря введению дополнительных технических средств, обеспечивается реакция реле как на отклонение частоты генератора от номинальной, так и на отклонение фазы относительно фазы сети.This extends the functionality of the device, because, thanks to the introduction of additional technical means, the relay is provided with a response to both the deviation of the generator frequency from the nominal and the phase deviation relative to the network phase.

Источники информации, принятые во внимание:Sources of information taken into account:

[1] Электротехнический справочник, в 4-х томах, т. 2. Электротехнические изделия и устройства. Под общей редакцией В.Г. Герасимова и др. - М.: Издательство МЭИ, 1998 г., с. 390, рис. 35.10.[1] Electrotechnical directory, in 4 volumes, vol. 2. Electrotechnical products and devices. Under the general editorship of V.G. Gerasimova et al. - Moscow: Publishing House MPEI, 1998, p. 390, fig. 35.10.

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

[3] Букреев и др. Микроэлектронные схемы цифровых устройств. - М.: Советское ради, 1975.[3] Bukreev et al. Microelectronic circuits of digital devices. - M .: Soviet for the sake of 1975.

Claims

A relay containing a first actuator, a first rectifier and a frequency-dependent element, characterized in that the And elements from the first to the fourth, first and second adders, the first and second reversible counters, one-shot, threshold blocks from the first to eleventh, the second rectifier are introduced, OR element, algebraic adder, second actuator and series-connected clock and frequency divider, while the input of the frequency-dependent element is the voltage input of an external generator a and is connected to the input of the fourth threshold block, the output of "more" of which is connected to the first inputs of the first and second adders, the output of the frequency-dependent element is connected to the input of the fifth threshold block, the output of "less" of which is connected to the second input of the first adder, the output of which is connected with the input of the first threshold block, the addition and subtraction inputs of the first reversible counter are connected to the outputs of the first and second elements And, accordingly, the first direct input of the first element And is connected to the output “less” of the first the burn unit, with the output “greater” of which the first direct input of the second element And is connected, the second direct input of the first element And is connected to the output of the frequency divider, and the second direct input of the second element And is connected to the output of the clock generator, the output of the first reverse counter is connected to the input the first actuator and with the inputs of the second and third threshold blocks, the output is “greater than” the second threshold block and the output is “less” of the third threshold block connected to the first inverse inputs of the first and second elements And, accordingly, the output of the single-shot is connected to the inputs of the installation in the initial state of the first and second reversible counters and to the start input of the clock generator, and the input of the single-shot is the input of the start of the frequency-phase relay, the input of the sixth threshold block is the input of the mains voltage, and the output is connected with the second input of the second adder, the output of which is connected to the input of the seventh threshold block, the addition and subtraction inputs of the second reverse counter are connected to the outputs of the third and fourth elements accordingly, the first direct input of the third element And is connected to the output “less” of the seventh threshold block, with the output “more” of which the first direct input of the fourth element And is connected, the second direct input of the third element And is connected to the output of the frequency divider, and the second direct input of the fourth And element is connected to the output of the clock generator, the output of the second reverse counter is connected to the input of the second actuator and to the inputs of the eighth and ninth threshold blocks, the output is “greater than” the eighth threshold block the output is “less than” the ninth threshold block is connected to the first inverse inputs of the third and fourth elements And, accordingly, the second inverse inputs of which are connected to the output of the first actuating element, the input of the first rectifier is connected to the input of the fourth threshold block, the input of the second rectifier is connected to the input of the sixth threshold block , the input of addition and subtraction of the algebraic adder are connected, respectively, with the outputs of the first and second rectifiers, and the output is connected with the inputs of the tenth and eleventh horn blocks, the output is “greater than” the tenth threshold block and the output is “less” of the eleventh threshold block are connected, respectively, with the first and second inputs of the OR element, the output of which is connected to the second inverse inputs of the first and second elements And, the first and second actuating elements are made in the form, respectively, of the twelfth and thirteenth threshold blocks, the inputs and outputs of which are the inputs and outputs of the respective actuators, the output signals of the tenth and eleventh threshold blocks are They are designed to control the voltage of an external generator, and a frequency-dependent element performs a phase shift of the input signal in proportion to the deviation of its frequency from the nominal, corresponding to the network frequency.