Устройство для сравнения фаз двух электрических величин Советский патент 1985 года по МПК H02H3/38 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при выполнении реле направления мощности и реле сопротивления. Известно устройство для сравнения фаз двух электрических величин, содержащее два однополупериодных фазочувствительных блока, источник постоянного напряжения и электромагнитное реле 1. Недостатком этого устройства является возможность его излищнего срабатывания при наличии апериодических составляющих, имеющих одинаковые знаки в обеих сравниваемых величинах. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является орган сравнения фаз, содержащий два фазочувствительных однополупериодных блока, источник питания, исполнительное электромагнитное реле,трехобмоточный трансформатор, два тиристора, два резистора и восемь диодов 2. Недостатком известного устройства является низкая надежность функционирования, обусловленная необходимостью точной настройки цепей управления тиристорами и сложностью выполнения устройства. Цель изобретения - повышение надежности функционирования устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сравнения фаз двух электрических величин, содержащее два однополупериодных фазочувствительных блока, одни выводы которых соединены между собой и с отрицательным полюсом источника питания, трехобмоточный трансформатор, начало первой и конец второй обмоток которого через соответствующие диоды подключены к другому выводу одного фазочувствительного блока, а начало третьей обмотки трансформатора через соответствующий диод - к другому выводу второго фазочувствительного блока, к которому подключен также катод одного диода, электромагнитное реле, один вывод которого подключен к положительному полюсу источника питания, а другой - через один диод к началу первой обмотки трачсформатора и через другой диод - к аноду одного диода, и два резистора, дополнительно введены параллельно соединенные резистор и конденсатор, один вывод которых подключен к концу первой обмотки трансформатора, другой вывод - к аноду упомянутого диода, а каждый из двух резисторов включен между соответствующим выводом фазочувствительного блока и положительным полюсом источника питания, к которому подключены также начало второй и конец третьей обмоток трансформатора. На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы,поясняющие его работу. Устройство содержит однополупериодные фазочувствительные блоки 1 и 2, одни выводы которых объединены и подключены к отрицательному полюсу источника 3 питания, трехобмоточный трансформатор 4, начало первой обмотки 5 которого через диод 6 подключено к одному выводу блока 1 и через диод 7 к одному выводу электромагнитного реле 8, другой вывод которого подключен к положительному полюсу источника 3 питания, к которому подключены также начало второй обмотки 9 и конец третьей обмотки 10 трансформатора 4, диоды 11 -14, параллельно соединенные резистор 15 и конденсатор 16, один вывод которых подключен к концу первой обмотки 5, а другой вывод через диод 13 подключен к выводу блока 2, и резисторы 17 и 18, включенные между одним выводом блоков 1 и 2 и положительным полюсом источника питания. Фазочувствительные блоки 1 и 2 эквивалентны ключам, постоянно разомкнутым в нерабочей зоне углов , периодически замыкающимся в рабочей зоне 0 . Рассмотрим работу устройства в рабочей зоне углов (фиг. 2). Допустим, что в первый момент времени включен блок 1. При этом напряжение источника 3 питания прикладывается к обмотке 9 и вызывает в ней ток, который наводит ЭДС в обмотке 5. ЭДС запирает диод 7 и обеспечивает протекание тока реле 8 через диод 12, конденсатор 16, обмотку 5, диод 6, блок 1, источник 3 питания. Нарастание тока реле обеспечивает периодический заряд конденсатора 16 и подготавливает реле к форсированному срабатыванию, так как часть энергии, необходимой для срабатывания реле, запасается в его магнитной системе. При появлении вслед за этим сигнала на выходе блока 2 (фиг. 2) напряжение, приложенное к обмотке 10, вызывает в ней ток, который наводит ЭДС в обмотке 5. Для реле 8 наведенная ЭДС и напряжение ранее заряженного конденсатора 16 оказываются подключенными согласно с напряжением источника 3 питания. Это суммарное напряжение обеспечивает быстрое нарастание тока в реле 8 и форсированное его срабатывание. В этом режиме ток протекает через обмотку реле 8, диод 7, обмотку 5, конденсатор 16, диод 13, блок 2 и источник 3 питания. Конденсатор 16 при дальнейшей попеременной работе блоков 1 и 2 перезаряжается, а следовательно,через обмотку реле 8 протекает ток, достаточный для удержания его в сработанном состоянии. На границе рабочей зоны устройства (фиг. 3) срабатывает только один из блоков 1 и 2, обладающий более высокой чувствительностью. Для определенности примем, что это блок 1. При этом по обмотке реле 8 протекает ток, но параметры схемы выбраны так, что при работе одного блока зна.чение тока в реле недостаточно для его срабатывания.

Если на границе рабочей зоны во входных величинах присутствуют одноименные апериодические составляющие, то с ростом их уровня пауза между выходными импульсами блока уменьшается, а их длительность увеличивается. Однако устройство излишне не срабатывает, так как уже в первое срабатывание блока 2 ток в реле 8,

не достигнув значения срабатывания,начинает убывать вследствие полного заряда конденсатора 16. Поскольку пауза между выходными импульсами блока 2 уменьшается, то конденсатор 16 разряжается не полностью. Поэтому в последующие срабатывания блока 2 конденсатор дозаряжается током, значительно меньшим тока срабатывания реле 8. Таким образом, предлагаемое устройство имеет высокую надежность функционирования, что повышает надежность работы энергосистемы.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ФАЗ ДВУХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН, содержащее два однополупериодных фазочувствительных блока, одни выводы которых соединены между собой и с отрицательным полюсом источника питания, трехобмоточный трансформатор, начало первой и конец второй обмоток которого через соответствующие диоды подключены к другому выводу одного фазочувствительного блока, а начало третьей обмотки трансформатора через соответствующий диод - к другому выводу второго фазочувствительного блока, к которому подключен также катод одного диода, электромагнитное реле, один вывод последнего подключен к положительному полюсу источника питания, а другой - через один диод к началу первой обмотки трансформатора и через другой диод - к аноду одного диода, и два резистора, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности функционирования, в него дополнительно введены параллельно соединенные .резистор и конденсатор, один вывод которых подключен к концу первой, обмотки трансформатора, другой вывод - к аноду упомянутого диода, а каждый из двух резисторов включен между соответствующим выводом фазочувствительного блока и положительным полюсом источника питания, к которому подключены также начало второй и конец третьей обмоток трансформатора.

Фаг.7.