Реле направления мощности Советский патент 1962 года по МПК H01H83/18 

Реле направления мощности, составляющее предмет изобретения, относится к известному типу импульсных реле, содержащих схему сравнения, выполненную на полупроводниковых триодах и управляемую от блока формирования импульсов с двумя трансформаторами, один из которых формирует импульсы, пропорциональные току, а другой-импульсы, пропорциональные напряжению.

Особенностью предлагаемого реле является применение в схеме сравнения одного нормально открытого триода с двумя входами, связанными диодной логической связью «и, чем обеспечивается упрощение зтого реле по сравнению с однотипными известными реле.

Исключение влияния переходных процессов на работу реле достигается включением R С-цепочки параллельно вторичной обмотке трансформатора, формирующего импульсы, пропорциональные току.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого реле направления мощности.

В схему реле входят три основных узла: схема формирования импзльсов, схема преобразования импульсов и исполнительная часть.

Схема формирования импульсов выполнена на нормально открыто.м триоде TI. Ток в базе этого триода, при отсутствии управляющих сигналов, проходит по двум независимым путям - сопротивления и Rz и диоды Д, и , составляющие логическую схему «и. Управляющие импульсы в виде полуволн переменных э.д.с. подаются на два входа схемы от двух трансформаторов Гр, и Тр, имеющих объединенный вывод от средних точек вторичных обмоток и выводы от однополярньгх концов обмоток, соединенные посредством двух логических схе.м «или на диодах Дз - Д&.

Схема преобразования импульсов, представляющая собой зарядную цепочку , часть которой в нормальном режиме закорочена цепью эмиттер-база триода Т.

№ 146843-2.Исполнительная часть - индикатор уровня, выполненный на нормально закрытом триоде Т, зашунтированном конденсатором С с небольшим добавочным сопротивлением R и питаемом от общей стабилизирующей цепи, выполненной на кремниевых стабилитронах Д и Лв- В коллекторную цепь триода Т включено грубое поляризованное или чувствительное промежуточное реле РППри отсутствии управляющих сигналов входной триод Т открыт, конденсатор С разряжен, триод TZ закрыт, конденсатор С заряжен и реле РП обесточено.

При подаче на схему реле одной из электрических величин, триод TI попрежнему остается открытым, так как чередующиеся положительные и отрицательные полуволны э.д.с. трансформатора Tpi или Тр поочередно закрывают путь току базы через сопротивления Ri и Rz, но оба пути одновременно перекрыть не могут.

Аналогичная картина имеет место и в тех случаях, когда на схему реле подаются обе управляющие электрические величины, но э.д.с. вторичных обмоток трансформаторов Тр и 7р2 совпадают по фазе.

При наличии сдвига в 180° между э.д.с. вторичных обмоток имеет место обратная картина: триод Т все время закрыт, так как оба пути тока его базы закрыты поочередно полупериодами э.д.с. того или другого трансформатора. В промежуточных случаях триод Г часть времени открыт, а часть времени закрыт. При сдвиге между периодами э.д.с. в 90° эти состояния триода чередуются через 5 мсек (при промыщленной частоте 50 гц). Таким образом, длительность импульсов коллекторного тока триода Г; однозначно определяется углом фазового сдвига ф между э.д.с. вторичных обмоток трансформаторов Тр и Тр, а следовательно, и фазовым сдвигом между управляющими электрическими величинами.

Однако, поскольку практическое изготовление исполнительного органа, реагирующего непосредственно на заданную длительность импульса, встречает серьезные затруднения, между исполнительным органо.м и схемой формирования импульсов введено промежуточное звено-интегрирующая цепочка в виде зарядного контура. Эта цепочка позволяет преобразовать импульс заданной длительности в импульс заданной амплитуды. При этом, изменяя параметры зарядного контура (например, сопротивление Rs), легко получить требуемое соотношение между длительностью входного и амплитудой выходного импульсов и отрегулировать таким образом зону действия реле.

Нормально закрытый триод 2 исполнительного органа схемы может открыться лишь в .тех случаях, когда потенциал коллектора триода Г, к которому присоединена база триода TZ, оказывается отрицательным по отношению к потенциалу эмиттера триода Гг.

Иными словами, триод открывается тогда, когда конденсатор Ci заряжается до разности потенциалов, превышающей напряжение на стабилитроне Дц.

Для этого необходима определенная длительность времени заряда конденсатора С, а следовательно, определенная величина фазового сдвига между э.д-с. вторичных обмоток трансформаторов Tpi и Тр2. Триод TZ, так же как и триод TI, по цепи эмиттер-коллектор шунтирован конденсатором с небольщим добавочным сопротивлением. Эти конденсаторы при открытии триодов практически мгновенно разряжаются, а после закрытия, сравнительно медленно, заряжаются. Быстрый разряд конденсатора Cj позволяет осуществлять практически мгновенную фиксацию срабатывания триода 2. Если этот триод открывается даже всего на время порядка 1 мсек-конденсатор С успевает разрядиться

и реле РП, не успевшее сработать непосредственно от коллекторного тока триода TZ, надежно срабатывает и удерживается в таком состоянии в течение некоторого промежутка времени за счет тока заряда этого конденсатора. Емкость конденсатора и сопротивление обмотки реле при этом должны быть подобраны так, чтобы реле надежно удерживалось в течение времени, превышающего интервал между импульсами тока, открывающего триод. Поскольку обычно для реле направления мощности требуется зона действия 180°, в пределах которой этот интервал не превышает 5 мсвк, время удержания реле должно быть порядка 7- 9 мсек. При выполнении этого условия реле РП не вибрирует и имеет четко ограниченную зону действия. Для обеспечения еще большей четкос.ти действия реле в схему введена положительная обратная связь через конденсатор Сз.

Цепочка Rj-Дд введена в схему для поддержания примерной эквипотенциальности входных зажимов схемы формирования импульсов и средних выводов трансформаторов. Это позволяет обеспечить высокую и достаточно стабильную чувствительность реле в широком диапазоне температур окружающей среды.

Конденсатор Q в цепи первичной обмотки трансформатора Тр слу.жит для создания в цепи напряжения условий частотного резонанса, что позволяет создать благоприятные условия для протекания токов основной частоты и неблагоприятные для побочных частот и особенно постоянных слагающих. Вследствие этого исключается влияние на работу реле переходных процессов в цепях напряжения.

Конденсатор Cs с сопротивлением . создают аналогичные условия в цепях другого трансформатора, питаемого от цепей тока, что позволяет освободить реле и от влияния переходных процессов в токовых цепях.

Одновременно указанные конденсаторы позволяют обеспечить требуемый угол максимальной чувствительности реле.

Предмет изобретения

1.Реле направления мощности импульсного типа, содержащее схему сравнения, выполненную на полупроводниковых триодах и управляемую от блока формирования импульсов с двумя трансформаторами, один из которых формирует импульсы, пропорциональные току, а другой-импульсы, пропорциональные напряжению, отличающееся тем, что, с целью упрощения реле, в схеме сравнения применены один нормально открытый триод с двумя в.ходами, связанными диодной логической связью «и.

2.Реле по п. 1, от л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью исключения влияния переходных процессов на его работу, параллельно вторичной обмотке трансформатора, формирующего импульсы, пропорциональные току, включена R С-цепочка.

- 3-ль 146843