Реле частоты Советский патент 1984 года по МПК H01H47/20 

Изобретение относится к устройст вам релейной засциты и автоматики энергетических систем. По основному авт. св. 982114 известно реле частоты, содержащее разделительный трй }сформатор, филь нижних частот, резонансный фильтр, два формирователя прямоугольных имnynbtoB, логический элемент Запрет расширитель импульсов и исполнитель ный орган, в котором логический элемент Запрет вьтолнен в виде D-триггера, вход синхронизации кото рого подключен к прямому выходу одного формирователя, а вход сброса - к инверсному выходу другого формирователя прямоугольных импульсов, а информационный вход D-триггера подключен к вновь введенному источнику напряжения 17Коэффициент возврата такого реле равен единице, поэтому при частотах входного сигнала, близких к частоте уставки, возможна вибрация реле. Цель изобретения - устранение вибрации реле при частотах, близких к уставке. Поставленная цель достигается тем, что в реле частоты, содержащем разделительный трансформатор, фильт нижних частот, резонансный фильтр, первый и второй формирователи прямоугольлых импульсов, логический элемент Запрет, расширитель импул сов и исполнительный орган, причем элемент Запрет выполнен в виде р-триггера, вход синхронизации кото рого подключен к прямому выходу пер вого формирователя, а вход сброса к инверсному выходу другого формиро вателя прямоугольных импульсов, а информационный вход.D-триггера подключен к источнику напряжения, допол нительно введены компаратор и делитель напряжения, подключенный к выходу расширителя импульсов, причем инвертирующий вход компаратора подключен к выходу второго формировате ля импульсов, неинвертирующий - к средней точке делителя напряжения, выход компаратора соединен с входом сброса D-триггера, а второй формиро ватель импульсов выполнен в виде уси лителя-ограничителя. На фиг. 1 приведена схема предла гаемого реле частоты; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие рабо ту реле понижения частоты. Реле частоты содержит разделитель ный трансформатор 1, входной фильтр резонансный фильтр 3, первый формиро ватель 4 прямоугольных импульсов, второй формирователь 5 прямоугольных импульсов, выполненный как усилитель ограничитель, D-триггер б, источник напряжения, расширитель 8 импульсов выходной орган 9, компаратор 10, дел тель 11 напряжения. На вход реле подается контролируемое напряжение переменного тока U, которое через входной фильтр 2, устраняющий влияние гармонических составляющих входного напряжения на работу реле, поступает на резонансный фильтр 3. Синусоидальные сигналы на входе и на выходе фильтра 3 Uj и и, сдвинутые по фазе друг относительно друга на угол, зависящий от частоты входного сигнала U.преобразуются формирователями 4 и 5 импульсов в синфазные прямоугольные сигналы Ц и Uj , При отсутствии входного напряжения выходной сигнал (L первого формирователя прямоугольных импульсов имеет постоянный уровень, следовательно, выходной сигнал и, D-триггера б так же имеет постоянный уровень, соответственно выходной сигнал расширителя 8 импульсов равен нулю. Выходной орган находится в несработанном состоянии. В случае, когда частота контролируемого напряжения f больше частоты уставки реле t напряжение Uj отстает по фазе от напряжения Uj (фиг. 2 а). В этом случае в течение фронта импульса и на входе синхронизации D-триггера на его входе сброса напряжение U имеет высокий уровень. Поэтому уровень напряжения на выходе D-триггера 6 и ,-а также уровень напряжения на выходе расширителя 8 импульсов Ug сохраняются низкими и выходной орган 9 остается в несработанном состоянии. При понижении частоты контролируемого напряжения f. ниже частоты уставки ,т(фиг. 25) в момент фронта импульса на входе синхронизации Dтриггера 6, на входе сброса D-триггера напряжение имеет низкий уровень, D-триггер 6 устанавливается в единичное состояние. После повышения уровня напряжения и D-триггер сбросится в нулевое состояние. Таким образом, при понижении частоты контролируемого напряжения ниже частоты уставки на выходе О-триггера появляются прямоугольные импульсы, приводящие к срабатыванию расширителя 8 импульсов и выходного органа 9. Для обеспечения надежной работы реле при частотах контролируемого напряжения, близких частоте уставки, дополнительно введены компаратор 10 и второй делитель 11 напряжения. Каждое переключение компаратора 10 происходит при достижении напряжением формирователя 5 порогового уровня, определяемого напряжением и на неинвертирующем входе. При несработанном реле это напряжение равно нулю, а после срабатывания расширителя импульсов 8 повышается. Следо вательно, переключение компаратоpa 10 произойдет лишь при достижени напряжением Uj значения напряжения и. Соответственно момент переключения компаратора 10 сместится во времени на величину dt, равную времени нарастания Uj до значения и , Последнее равносильно введению дополнительного временного сдвига между сигналами U4 и и,, для компенсации которого (при возврате реле) необходимо увеличить частоту

входного сигнала до некоторого значения f ;j , превышающее f t- При этом величина af fi, является гистерезисом по частоте.

Таким образом, по сравнению с известным благодаря введению гистерезиса по частоте обеспечивается надежное сработанное состояние реле при частотах контролируемой сети, близких

к значению уставки реле.

: /: /

Я /. W fX //

РЕЛЕ ЧАСТОТЫ по авт. св. №982114, от личающееся тем, что, с целью устранения вибрации при частотах входного сигнала, близких к уставке, в него дополнительно введены компаратор и делитель напряжения, подключенный к выходу расширителя импульсов, причем инвертирующий вход компаратора подключен К выходу второго формирователя импульсов, неинвертирукадий - к средней точке делителя напряжения, выход компаратора соединен с входом сброса D-триггера, а втсчрой формирователь импульсов выполнен в виде усилителяограничителя.

i

J

Uti

ию

(6

Ua

a Фиг.2

wv

а

&i

j: t

S УС yCfTt