Реле направления мощности

 

Класс 21с 68во № 146843 ссср

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписная группа Л5 91

Ю. A. Гаевенко

РЕЛЕ НАПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТИ

Заявлено 29 августа 1961 r. за Хо 743211/24-7 в Комитет по делам изобретений и открытий ири Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» Х 9 за 1962 г.

Реле направления мощности, составляющее предмет изобретения, относится к известному типу импульсных реле, содержащих схему сравнения, выполненную на полу.проводннковых 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 угрощение того реле по сравнснгпо с однотипными известными реле.

Ис1лючение 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 импульсов, схема преобразования импульсов и исполнительная часть.

Схема формирования импульсов выполнена на нормально открытом триоде Т,. Ток в базе этого триода, при отсутствии управляющих сигналов, проходит по двум независимым путям — сопротивления R, и .Я2 и диоды Д, и Д, составляющие логическую схему «и». Управляющие импульсы в виде полуволн переменных э.д.с. подаются на два входа схемы от двух трансформаторов Тр и Тр2, имеющих объединенный вывод от средних точек вторичных обмоток и выводы от однополярных концов обмоток, соединенные посредством двух логических схем «или» на диодах Д, — Да.

Схема преобразования импульсов, представляющая собой зарядную цепочку Рз — ci — 1с4 — R; —, часть которой в нормальном режиме закорочена цепью эмиттер — база триода Ть № 146843

Исполнительная часть — индикатор уровня, выполненный на нормально закрытом триоде Т, зашунтированном конденсатором С2 с небольшим добавочным сопротивлением Rq и питаемом от общей стабилизирующей цепи, выполненной на кремниевых стабилитронах Д7 и Д . В коллекторную цепь триода Т, включено грубое поляризованное или чувствительное промежуточное реле РП.

При отсутствии управляющих сигналов входной триод Т, открыт, конденсатор С, разряжен, триод Т, закрыт, конденсатор С заряжен и рел е РП об ест о че но.

При подаче на схему реле одной из электрических величин, триод Т, попрежнему остается открытым, так как чередующиеся положительные и отрицательные полуволны э.д.с. трансформатора Тр, или Tp> nooseредно закрывают путь току базы через сопротивления R, 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 Тр, 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. B промежуточных случаях триод Т, часть времени открыт, а часть времени закрыт. При сдвиге между периодами э.д.с. в

90 эти состояния триода чередуются через 5 мсек (при промышленной частоте 50 гц). Таким образом, длительность импульсов коллекторного тока триода Т, однозначно определяется углом фазового сдвига(p между э.д.с. вторичных обмоток трансформаторов Тр, и Тр2, 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 органом 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 Т, исполнительного органа схемы может открыться лишь в тех случаях, когда потенциал коллектора триода Т,, к которому присоединена база триода Т, оказыгается отрицательным по отношению к потенциалу эмиттера триода Т .

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

Для этого необходима определенная длительность времени заряда конденсатора С„а следовательно, определенная величина фазового сдвига между э.дс. вторичных обмоток трансформаторов Тр, и Тр .

Триод Т, так же как и триод Т,, по цепи эмиттер — коллектор шунтирован конденсатором с небольшим добавочным сопротивлением. Эти конденсаторы при открытии триодов практически мгновенно разряжаются, а после закрытия, сравнительно медленно, заряжаются. Быстрый разряд конденсатора С2 позволяет осуществлять практически мгновенную фиксацию срабатывания триода Т2. Если этот триод открывается даже всего на время порядка 1 ясек — конденсатор С> успевает разрядиться

М 146843 и реле РП, не успевшее сработать непосредственно от коллекторного тока триода Т>, надежно срабатывает и удерживается в таком состоянии в течеьие некоторого промежутка времени за счет тока заряда этого конденсатора. Емкость конденсатора и сопротивление обмотки реле при этом должны быть подобраны так, чтобы реле надежно удержива Iocb 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 мсек, 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 четкости действия реле в схему введена положительная обратная связь через конденсатор Сз.

Цепочка Р7 — Д, 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 тем пер атур окружающей ср еды.

Конденсатор С4 в цепи первичной обмотки трансформатора Тр, служит 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 С с сопротивлением R, 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, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения реле, в схеме сравнения применены один нормально открытый триод с двумя входами, связанными диодной логической связью «и».

2. Реле по п. 1, отл 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. № 146843

Составитель описания Л. О. Сольц

Обьем 0,35 изд. л.

Цена 4 коп.

Совете Министров СССР д. 2/6.

Типография ЦБТИ, Москва, Петровка, 14, Поди. к печ. 5/VI-62 г. Формат бум, 70 — l08 /„

Зак. 5861 Тираж 1050

lI5TH Комитета по делам изобретений и открытий при

Москва, Центр, М. Черкасский пер,, Редактор 3. А. Москвина Техред А. А. Камышннкова Корректор А. Березуева