Блок сравнения Советский патент 1990 года по МПК G01R19/10 H02H3/40 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для сигнализации и релейной защиты в трехфазных цепях переменного тока.

Цель изобретения - расширение области применения за счет контроля максимальной разности двух электрических величин из трех.

На фиг. 1 показана функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - принципиальная схема одного из трех блоков формирования модуля первой ступени.

Блок сравнения содержит три формирователя 1-3 модуля второй ступени сравнения, каждый из которых включает операционный усилитель 4, резистор 5, диод 6, резистор 7, диод 8, режимный переключатель 9, сглаживающий конденсатор 10. В состав устрой- ства входят также операционный усилитель 11 с резистором 12 в цепи обратной связи, балансные резисторы 13 и 14, согласующие резисторы 15-20, три формирователя модуля первой ступени 21-23, каждый из которых состоит (фиг. 2) из промежуточного трансформатора 24, баластного резистора 25, операционного усилителя 26, входного резистора 27, резисторов 28 и 29, диодов 30 и 31, резисторов 32-35, выходная клемма 36 устройства.

Входы формирователей 21-23 модулей первой ступени являются входами устройства, разнополярные выходы этих формирователей соединены попарно и подключены к соответствующим входам формирователя 1-3 модулей второй ступени. Каждый формирователь модуля построен на базе операционного усилителя, цепь отрицательной обратной связи которого выполнена в виде двух параллельных цепочек из резистора

ел ел

-U

со

и диода, причем диоды включены встречно. Выходной сигнал с каждого из формирователей 1-3 модуля, подается на вход трехвходового сумматора-вы- читатепя, построенного на базе операционного усилителя 11 с резистором 12 в цепи обратной связи, к прямому входу которого подключены резисторы 15, 17 и 19 и балансный резистор 14, а к инверсному входу которого подключены резисторы 16, 18 и 20 и балансный резистор 13. Выход операционного усилителя 11 является выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

На входы формирователей 21-23 модулей первой ступени сравнения поступают переменные напряжения „,, 1, 1С, пропорциональные току или напряжению в трехфазной цепи питания. На выходах Плюс и Минус (фиг. 2) формируются напряжения, соответствую щие двухполупериодным выпрямленным значениям входного напряжения. Наличие на выходе резисторов 34 и 35 дае возможность соединять разнополярные вью оды формирователей 21-23 модулей, что позволяет получить напряжения, пропорциональные разности входных сигналов. Таким образом, на вход формирователей 1-3 модулей второй ступени подаются соответственно сигналы

(-Iq+I b), ( O-cflc).

.Формирователи модуля второй ступени построены на основе операционных усилителей 4, в цепь обратной связи которых включены встречно-параллельные диодно-резистивные цепочки, состоящие из диодов 6 и 8 и резисторов 5 и 7. При необходимости в цепь обратной связи с помощью переключателя 9 возможно подключить сглаживающий конденсатор 10. На выходных клеммах Плюс и Минус модулей 3-3 формируются модули разностей входных сигналов |-|IA|+|Ie||, ||IC|-|I6II, U 1д -(Icll соответственно.

Клеммы Плюс и Минус формирователей модулей второй ступени подключены через согласующие резисторы 15-20 соответственно к прямому и инверсному входам операционного усилителя 11 с резистором 12 в цепи обратной связи (фиг. 1), При этом операционный усилитель 11 с резисторами 12, 15-20 образуют трехвходовой сумматор, напряжение на выходе которого

Up пропорционально сумме сигналов с выходов формирователей 1-3. Up-C/l 16|-Ил + 1С/-|1ВН+ Шд|-ИсП.Ж,(О

где К - коэффициент,

Известно, что наибольший модуль разности модулей1 двух сигналов из трех равен сумме среднего и меньшего модулей разности модулей этих сигналов. Следовательно, при любом соотношении входных сигналов 1, It,, I справедливо соотношение

2|1м„кс-1мии| ,,I + IIIcl- + ( ,(2)

где тмикс - максимальное значение из

0

5

0

5

0

5

0

5

LMHH

V Ч Lc

минимальное значение из

Ifc -LC

Используя (2) можно записать

К макс- ин (3)

Таким образом, выходной сигнал

ир пропорционален максимальной разности двух сигналов из трех, что позволяет определять аварийные режимы в цепях трехфазного питания, характеризующиеся несимметричным изменением параметров цепи в случае короткого замыкания между двумя фазами, закорачиванием одной или двух фаз на землю и др. Формула изобретения

Блок сравнения, содержащий операционный усилитель, одиннадцать резисторов, первый формирователь модуля второй ступени, первый и второй формирователи модуля первой ступени, входы которых являются входами устройства, а выход Минус первого и выход Плюс второго через соответствующие согласующие резисторы подключены к входу первого формирователя модуля второй ступени, выходы Плюс и Минус которого подключены через согласующие резисторы соответственно к прямому и инверсному входам операционного усилителяр в цепь отрицательной обратной связи которого включен резистор, а к прямому и инверсному входам подключены соответственно первый и второй балансные резисторы, вторые выводы которых подключены к нулевой шине, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, в него введены четыре дополнительных согласующих резистора, третий формирователь модуля первой ступени, вход

51

мторого является входом устройства, второй и третий формирователи модуля второй ступени, выходы Плюс и Минус соответственно первого и третье го формирователей модуля первой ступени подключены к входу третьего фор мирователя модуля второй ступени, вы ходы Минус и Плюс соответственно второй и третьего формирователей модуля первой ступени подключены к вхо1

50430 6

ду второго формирователя модуля второй ступени, выходы Плюс и Минус второго и третьего формирователей модуля второй ступени подключены через дополнительные согласующие резисторы соответственно к прямому и инверсному входам операционного усилителя, образующего при этом трехвхо- 10 довый сумматор-вычитатель, выход которого подключен к выходу устройства.

L

фиг. 2

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в схемах релейной защиты. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет одновременного сравнения трех напряжений. Блок сравнения содержит три формирователя модуля первой ступени, разнополярные выходы которых соединены попарно и подключены к соответствующим входам трех формирователей модуля второй ступени, выходы которых подключены к входам трехвходового сумматора вычитателя. Изобретение позволяет выделять максимальную разность двух из трех входных напряжений U_A, U_B, U_C, в соответствии с выражением @ U_A - U_B @ + @ U_A - U_C @ + @ U_B - U_C @ = 2 U_макс. 2 ил.