Реле частоты Советский патент 1981 года по МПК H01H83/00 H01H51/32 

(54) РЕЛЕ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам противоаварийной автоматики энергосистем, и предназначено для изменения частоты переменного тока. Известно реле частоты, содержащее преобразователь частоты, выполненный на основе фазосдвигающих эле ментов, а также измерительный и исполнительны.й блоки 1 и 2, Недостатками известного реле йвляются большое потребление по цепи переменного контролируемого напр жения, зависимость работы от уровня и искажений синусоидальной формы этого напряжения. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому являетсяIieлe частоты, содержащее преобразователь напряжения, выполненный на пороговом элементе, преобразователь частоты, выполненный на последовате но соединенных симметричном триггер со счетным запуском и ждущем мульти вибраторе, измерительный блок, выполненный на схеме совпадения, исполнительный блок на последовательн соедннейных расширителе импульсов, элементе задержки и выходном-органе и элемент блокировки, при этом преобразователи напряжения и частоты, измерительный и исполнительный блоки соединены последовательно, второй выход преобразователя напряжения через элемент блокировки соединен с вторым входом элемента задержки исполнительного блока, а второй вход схемы совпадения соединен с вторым выходом симметричного триггера со счетным запуском. Выполнение преобразователя частоты на последовательно соединенных симметричном триггере и ждущем мультивибраторе исключает зависимость частоты срабатывания от уровня входного контролируемого сигнала 3. Однако схема указанного устройства сложна из-за наличия блоков, содержащих значительное число элементов (симметричного триггера со счетным запуском, ждущего мультивибратора и схемы совпадения). При этом вследствие деления частоты контролируемого сигнала симметричным триггере, невозможно сократить длительность измерительных интервалов менее двух периодов напряжения контролируемой частоты, что ограничивает быстродействие измерительного блока реле

астоты двумя периодами контролирумого напряжения.

Цель изобретения - упрощение схеы и повышение быстродействия.

Указанная цель достигается тем, то в реле частоты, содержащем пребразователь напряжения на порогоом элементе, блок преобразования астрты, измерительный блок, исполительный блок с выходным органом и лемент блокировки, при этом преобазователь напряжения, блок преоба зования частоты, измерительный и исполнительный блоки соединены последовательно, а элемент блокировки подключен ко второму .выходу преобразователя напряжения, блок преобразования частоты выполнен на последовательно соединенных управляемом коммутаторе и ждущем генераторе пилообразного напряжения,а измерительный блоК- на пороговом органе, при этом выход элемента блокировки соединен со входом управляемого коммутатора преобразователя частоты.

На фиг.1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - время-импульсные диаграм работы устройства.

Устройство состоит из последовательно соединенных преобразователя 1 напряжения, выполне,нного на пороговом органе, наприме;р триггере Шмитта; преобразователя 2 частоты, состоящего из управляемого коммутатора 3, выполняющего функции повторителя однополярных дифференцированных и.мпульсов, и ждущего генератора 4 пилообразного напряжения на основе времязадающей RC-цепи; измерительного блока 5 представляюи,его собой пороговый орган на однопереходном транзисторе; исполнительного блока 6, выполненного на последовательно соединенных расширителе 7 импульсов, элементе 8.задержки на срабатывание и выходном органе 9. Элемент 10 блокировки от исчезновения входного напряжения включен между потенциальным выходом преобразователя 1 напряжения и входом управляемого коммутатора 3 преобразователя 2 частоты.

Устройство работает следующим образок.

При подаче на вход устройства напряжения Uj контролируемой частоты f фиг.2) на выходе порогового элемента преобразователя 1- напряжения формируются короткие дифимпульсы и. При этом измерительный интервал, т.е. период между двумя последующими импульсгми и. , точно равен периоду частоты периодического контролируемого напряжения независимо от его уровня и формы. В момент поступления положительных импульсов U. на вход управляемого коммутатора 3 преобразователя 2 частоты обеспечивается периодическое обнуление ждущего генератора 4 пилообразного Напряжения в конце каждого измерителного интервала. Таким образом, в период времени между двумя последующими обнулениями импульсами управляемСГО коммутатора 3 на выходе лреобразователя 2 частоты формируются пилообразные импульсы U,.мгновенное значение которых нарастает по закону, близкому к линейному. При этом амплитудное значение импульса и в конце каждого измерительного интервала, равного периоду контролируемого напряжения, пропорционально величине этого периода, т.е. зависит от частоты f контролируемого напряжения U.

При частоте f сети выше частоты f-jcr установки срабатывания реле амплитудное значение импульса U4 не достигает напряжения включения однопереходного. тран зистора (ОПТ) порогового органа измерительного блока 5. Несрабатывание последнего обеспечивает исходное состояни всех элементов исполнительного блок 6,расширителя импульсов 7,элемента задержки и выходного органа 9.

При снижении частоты контролируемого сигнала Uj до уровня уставки f i ,т.е. при достижении амплитудным значением импульсов U напряжения Ug включения ОПТ, на выходе последнего формируются импульсы Ug., являющиеся сигналом достижения заданного значения частоты. Данными ,импульсами осуществляется периодический запуск расширителя 7 импульсов, запуск элемента 8 задержки, и ПС истечении заданной временной задержки t на срабатывание выходной орган 9 срабатывает.

Частота срабатывания устройства определяется параметрами RC-цепи ждущего генератора 4 пилообразного напряжения, а время срабатывания параметрами RC элемента 8 задержки.

При исчезновении входного сигнала U. О или снижении его уровня ниже чувствительности порогового элемента преобразователя 1 напряжения элемент 10 блокировки формирует положительный сигнал, поступающий на вход управляемого коммутатора 3, чем обеспечивается останов ждущего генератора 4 пилообразного напряжения и вследствие этого исходное состояние всех последующих блоков реле частоты.

Выполнение блока 2 преобразования частоты на последовательно соединенных управляемом коммутаторе и ждущем генераторе 4 пилообразного напряжения, а измерительного блока 5 на пороговом органе, в качестве которого использован однопереходный транзистор, позволяет существенно упростить схему устройства за счет исключения сложных блоков (симметричного

триггера со счетным запуском, ждущего мультивибратора и схемы совпадения) . При этом предлагаемая структура выполнения реле частоты позволяет увеличить быстродействие при сохранении независимости его работы рт уровня периодического контролируэмрго напряжения и от его формы.

Максимальное быстродействие реле частоты составляет один период контролируемого напряжения при полнос-гью исключенной временной задержки (tt), а при необходимости задержки времени срабатывания реле частоты на один измерительный интервал с целью отстройки от коммутационных и других помех его максимальное быстродействие может быть снижено до двух периодов напряжения контролируемой частоты.

Использование предлагаемого реле в схемах противоаварийной автоматики энергосистем приводит к повышению их надежности и быстродействия.

Формула изобретения

Реле частоты, содержащее преобразователь напряжения на пороговом

органе, блок преобразования частоты, измерительный блок, исполнительный блок с выходным органом и элемент блокировки, при этбм преобразователь напряжения, блок преобразования частоты, измерительный и исполнительный блоки соединены последовательно, а элемент блокировки подключён к второму выходу преобразователя напряжения, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повы0шения быстродействия, блок преобразования частоты выполнен на последовательно соединенных управляемом коммутаторе и ждущем генераторе пилообразного напряжения, а измеритель5ный блок - на пороговом органе, при этом выход элемента блокировки соединен со входом управляемого коммутатора преобразователя частоты.

Источники информации,

0 принятые во внимание при экспертизе

5

493830, кл. Н 01 П 83/00, 1975-;

-crAlW-KZ

эс5

СП