Реле частоты Советский патент 1982 года по МПК H01H47/10 

(54), РЕЛЕ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в качестве пускового органа в устройствах противоаварийной автоматики энергосистем и систем электроснабжения про1«ьшшенных предприятий.

Известны реле частоты, содержащие разделительный трансформатор, полосовой фильтр и измерительный орган, в котором частота контролируемого напряжения вначале преобразуется в фазовый угол, пропорциональный ее отклонению, а затем в постоянное жениэ, в зависимости от величины которого выдается сигнал на исполнительный блок СI и 2}.

Известные реле характеризуются сложностью.

Наиболее близким к изобретению политехнической сущности является реле частоты, содержащее преобразователь напряжения, в импульсы с периодом следования, равным периоду напряжения контролируемой частоты, измерительный и исполнительный блоки. Импульсы, сформированные преобразователем/ поступают в измерительный блок, где происходит сравнение их длительностей с заданным временем .З. Недостаток данного реле заключается в том.

что точность контроля частоты в нем определяется стабильностью ряда органов, построенных по схемам триггера или одновйбратора, стабильность которых зависит от напряжения питания, темх ературы, разброса параметров вхо дящих в них элементов.

Цель изобретения - повьпиение точности контроля частоты.

10

Для достижения цели, в реле частоты, содержащем преобразователь напряжения в импульсы с периодом, равным периоду напряжения контролируемой частоты, измерительный и исполнитель15ный -блоки, измерительный блок выполнен в виде мостовой RC -цепи, в одну из диагоналей которой включен элемент сравнения, а к другой подключен источник питания и ключ разряда кон20денсаторов, подключенный входом к вь ходу преобразователя напряжения, вьгход мостовой RC -цепи соединен через усчлнтель и элемент задержки со входом исполнительного блока, причем

25 преобразователь напряжения выполнен на импульсном трансформаторе, имеющем магнитопровод из материала с прямоугольной петлей гистерезиса.

На фиг.1 представлена блок-схема

30 предлагаемого реле; на фиг.2 - эремя-импульсные диаграммы, поясняющие его работу. Схема реле содержит преобразователь 1 напряжения, представляющий со бой быстро насыщающийся трансформатор, выполненный на магнитопроводё ,из магнитного материала с ППГ, импульсную мостовую RU-цепь 2 с элементом 3 сравнения, включенным в диа гональ моста, полупроводниковый ключ 4 разряда конденсаторов мостовой RCцепи, предварительный усилитель 5, элемент 6 задержки, исполнительный орган 7. При Подключении реле частоты к контролируемому напряжению на выходе его преобразователя 1 появляются короткие импульсы напряжения положительной и отрицательной полярностей с интервалом следования, равным.полу периоду этого напряжения. Импульсы положительной полярности, поступая на вход полупроводникового ключа 4, выполненного по схеме ждущего мульти вибратора, переключают его. При этом конденсаторы мостовой RC-цепи 2, которые заряжаются в промежутке межд импульсами, разряжаются в момент дей ствия. каждого импульса. Если частота сети равна или выше. уставки реле, то на конденсаторах мостовой RC-цепи формируются импуль сы напряжения пилообразной формы с периодом Т. Амплитуда этих импульсов и не превышает напряжения порога срабатывания Uj / з. период Т меньше времени уставки Т,, задаваемой пере менным резистором моста (см.фиг.2). При этом элемент 3 сравнения, включенный в диагональ моста, находится в зак15в1том состоянии. Предварительный усилитель 5, элемент 6 задержки исполнительный орган 7 также находят ся в исходном состоянии. В предлагаемом реле частоты исполнительный ор ган выполнен таким образом, что выходной элемент при нормгшьной частО те контролируемого напряжения находится во включенном состоянии, чем и достигается самоконтроль работы схемы, а также автоматически исключ ется требование блокировки исполнительного органа в случае исчезновения напряжения, что, например в указанных выше реле, достигается вв дением специальных пусковых органов При понижении частоты сети имрульсы с выходов трансформатора и ключа следуют с большим интервалом времени. Конденсаторы заряжаются до напряжения большей амплитуды и при достижении напряжения Un элемент сравнения срабатывает. Выходной импульс мостовой RC-цепи 2 вызывает срабатывание предварительного усили теля 5, на выходе которого формирую прямоугольные импульсы с длительнос тью, равной разности периода выходных импульсов т и времени уставки TVCT. (см.фиг.2) . Для исключения срабатывания исполнительного органа при кратковременных снижениях частоты на его входе включают элемент задержки (накопительный орган), интегрирующий конденсатор которого заряжается при каждом срабатывании предварительного усилителя. При достижении на нем напряжения, превышающего порог срабатывания, исполнительный орган 7 отключается и приводит в действие схемы автоматики. Элемент задержки обеспечивает обратно зависимую от частоты выдержку чем больше снижение ее, тем быстрее отключается исполнительный орган. Когда частота сети восстанавливается, исполнительный орган возвращается в исходное состояние. В зависимости от требований реле может быть выролнено с несколькими уставками по частоте. Предлагаемая схема реле частоты без каких-либо переделок (за исключением намоточных данных первичной обмотки импульсного трансформатора) может быть применена для контроля частоты тока. Использование в качестве измерительного органа реле частоты мостовой времязадающей цепи обеспечивает повышение стабильности его временных и точностных параметров. Так как источник напряжения, входной и выходной элементы включены во внешнюю диагональ, а элемент сравнения - во внутреннюю, то постоянная времени заряда RC-цепей в момент равновесия моста определяется только его параметрами и не зависит от напряжения, сопротивлений на входе и выходе, а также других внешних дестабилизирующих факторов . Изменение порога отпирания диода, используемого в качестве элемента сравнения, как и изменение напряжения питания, также мало влияет на стабильность уставки срабатывания. Для разработанной схемы оно составляет порядка ...10 отн.ед. при изменении напряжения на 10%. Применение простых высокостабильных мостовых RC-цепей наряду с элементами дискретной техники значительно упрощает задачу создания реле частоты. Формула изобретения Реле частоты, содержащее преобразователь напряжения в импульсы с периодом, равным периоду напряжения контролируемой частоты, измерительный и исполнительный блоки, о т л и.чающееся тем, что, с целью повышения точности контроля частоты, .измерительный блок выполнен в виде мостовой RC-цепи, в одну из диагоналей которой включен элемент сравне