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频率继电器的工作原理及发展
发布时间:2023/9/23 17:06:14

1   频率继电器的用途
       频率继电器一般用于监视发电机或分布式电站频率过高或过低的测控电气元件,在发电机或分布式发电站出现频率异常时及时切除并网发电机或分布式发电站并发出报警,防止电网振荡,保障电网安全。在继电保护应用中也叫高周率继电器或低周率继电器。

2    频率继电器的原理及发展
       最早的频率继电器采用的是 LC 串联谐振原理,由晶体管构成,体积大、功耗高、精度低、抗干扰能力差。
BGZ-1B高周 B为低周率继电器,在低周减载线路中,作为反应频率降低的灵敏元件,整定频率为49~46Hz。这类产品均为晶体管式,LC串联谐振检测原理,每种产品只能实现一种保护功能,频率检测范围窄,不能同时适用于50Hz60Hz的电网系统,外形也比较大。
       随着数字电路的发展,出现了数字式频率继电器,极大的提高了精度,但由于全部由硬件组成,体积庞大,安装不方便,调试困难。
 
       新型频率继电器采用智能 CPU 为核心器件,外围很少的采样元件,频率的获得与计算全部由软件完成,再加上器件不断小型化,使频率继电器的体积极大的缩小,可靠性不断提高。该类频率继电器采用欧规模数化结构 ,体积小巧,适用电源范围宽,检测频率宽,一只继电器可同时实现过频和低频判断,还可选择信号保持或不保持。典型产品代表有施耐德 RM35HZ 和悍客电气 HMP21-HZR 产品。
       HMP21-HZR频率继电器分为开路动作和闭路动作两种系列,其动作原则如下:
开路动作原则
       频率继电器在无压或频率正常范围时触点不动作,仅在有压且频率过高或过低时触点动作。开路动作原则的频率继电器,适用于发电机、分布式发电站等场合电源系统的过频和欠频监测保护。常与断路器类的双稳态开关配合使用。
闭路动作原则
       频率继电器在无压或频率过高过低时触点不动作,在有压且频率在正常范围时触点动作。适用于发电机供电场合工业设备电源控制,实现电源频率正常时,允许设备合闸工作,频率异常时闭锁或跳闸开关防止设备损坏。常与接触器类的单稳态开关配合使用。
触点的响应方式
       (a)  同时响应故障:指发生过频或欠频故障时,频率继电器的两组触点同时动作,不区别故障类型。
         (b)   独立响应故障:指发生过频或欠频故障时,频率继电器的一组触点独立响应过频,另一组触点独立响应欠频。通过触点状态,即可区分频率故障类型。

3   HMP21-HZR新一低频率继电器的特点
3.1   创新跟频算法,宽频检测
     1)采用32ARM处理器,具有极高运算速率和采样准确度;
     2)跟频算法,20Hz-500Hz 频率范围准确检测;
     3)抗变频器、逆变器等设备带来的高频干扰,不误动;
3.2   精准保护,稳定控制
     1HZR产品可实现过频和欠频保护(可投退),动作误差≤0.5%
     2HXA7产品为车载发电机频率保护专用产品,具有稳定控制功能,发电机启动,检频率在40%-
90%设定范围内连续3s,解锁正常输出;正常输出时实时频率大于设定值瞬时断开输出,置故障状态,保障设备工作安全。
     4)能对发电机、航空电源和分布式发电站发电频率准确监测。
3.3   高效开关电源,宽工作电压
     1)采用70V-690V高效开关电源,根本上解决市面阻容降压方式产品受电路高频、环境潮湿引起电容容量衰减,导致产品失效的问题;
     2)优秀的抗变频干扰电源保证产品可靠工作,根本上解决市面阻容降压式产品,由于原理局限在高频分量严重时,电源会过载烧毁的问题;
     3)高达交流690V不损坏电压,可长期工作。
3.4   通用性强
     (1)具有过频、欠频保护功能,定值可分别设定;
     (2)50Hz60Hz通用;
     (3) 故障记忆或不记忆可选;
     (4) 独立故障指示,方便故障检修。
       

       综上所述,新一代HMP21-HZR频率继电器以微处理器(CPU) 为核心,采用先进的跟频软件算法,可以准备检测20Hz~500Hz频率,实现过频、欠频保护,适用电源范围宽,体积小巧,特别适用于发电机或分布式电站,频率过高或过低的检测保护元件,可在发电机或分布式电站出现频率异常时及时切除,防止电网振荡,保障设备和电网安全。


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