Реле частоты

 

ватентпо--сг =- -""СВ

I»I 47748I

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 14.06.73 (21) 1 931894/26-9 с присоединением заявки № (32) Приоритет—

Оиубликоваио 15.07.75. Бюллетень,¹ 26

Дата оиубликоваиия описания 29.Х11.75 (51) М Кл. Н 011т 47/00

1 осударственный комитет

Совета Министров СССР оо делам иэобретений и открытий (53) х ДК 681.3,055 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Ф. Сивокобылеико и Н. В. Маляр (71) Заявитель

Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (54) РЕЛЕ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к реле частогы, предиазиачеииым тля устройств противоаварийиой автоматики эиергосистем: автоматической частотной разгрузки, частотного автоматического иовториого включеиия, автоматического ввода резерва, делительиых защит. (1звестиы реле частоты с зависимой выдержкой времени, где отклоиеиие частоты преобразуется в напряжение, а зависимая выдержка времени реализуется с помощью изменения иапряжеиия срабатывания нуль-индикатора. Такие устройства отличаются сложиостью, миогоэлемеитиостью, огра иичеииым изменением зависимых характеристик, большим потреблением измерительного органа. 15

Целью изобретения является создание более совершенного реле частоты с зависимой характеристикой времени действия от скорости и величины отклоиеиия частоты коитролируемого иапря>кения от задан»ого уровия. 11спользо- 2ц ваиие реле частоты с зависимой характеристикой позволяет производить откгиочеиие потребителей ио принципу их ответствеииости, что дает возмо>киость несколько замедлить снижение частоты в аварийных ситуациях и 25 повысить иаде>киосз и эиергосиабжеиия.

Согласно изобретению в формирователь управляющих импульсов введена схема сравнения продолжительностей импульсов, его вход соедииеи с выходами преобразователя иапря- 30

>кеиия и задатчика эталоииого времеви. Выход формирователя управлгпощих импульсов подключеи ко входу управляемого блока времени, а выход последнего — к выходному органу.

Для ускорения готовности реле к повторному действию параллелын> управляемому блоку времени подключено устройс во ускоренного возврата реле. Таким образом, управление управляемым блоком времени производится импульсами, продолжительиость которых равиа разности импульсов преобразователя входного напряжения и задатчика эталонного времеии или определяется величиной отклонения частоты контролируемой сети от заданной, что обеспечивает получение зависимой характеристики времени действия реле от величины и скорости отклонения частоты от задаииой уставки.

На фиг. 1 приведена блок-схема реле частоты; иа фпг. 2 — принципиальная схема реле частоты.

Как»оказаио иа фиг. 1, контролируемое иапряжение подается иа вход преобразователя иапряжеиия 1, иредиазиачеииого для преобразоваиия входиого сииусоидальиого иапряжеиия коитролируемой сети в прямоугольные импульсы, длительность которых равна периоду контролируемого напряжения. С одного выхода преобразователя иапряжеиия ) импульсы поступают иа вход задатчпка эталоииого вре47?481 мени 2, предназначенного для генерации прямоугольных импульсов заданной длительности.

С другого выхода преобразователя напряжения 1 и выхода задатчика эталонного времени

2 импульсы подаются иа вход формирователя управляющих импульсов 3, предназначенного для создания управляющих импульсов, продолжительность которых пропорциональна величине и скорости отклонения частоты контролируемого напряжения от заданной. Выход формирователя управляющих импульсов 3 соединен с входом управляемого блока времени 4, иредиазначешюго для создания выдержки времени, величина которой зависит от величины и скорости отклонения частоты контролируемого напряжения от заданной. Выход управляемого блока времени 4 соединен со входом выходного органа 5, предназначенного для осуществления контактного выхода реле.

Ниже приводится описание элементов олоксхемы и их состояние в принципиальной схеме реле частоты (фиг. 2) при отсутствии контролируемого иапря>кения и поданном оперативном постоянном токе, то есть в статическом состоянии реле.

Преобразователь напряжения 1 состоит из разделительного трансформатора 6, предназначенного для разделения оперативных цепей переменного и постоянного тока, несимметричного триггера, выполненного на транзисторах 7 и 8, диодах 9 и 10, резисторах 11 — 17, конденсаторах 18 и 19 и предназначенного для преобразования сииусоидального входного напряжения в прямоугольные импульсы, используемые после дифференцирования резисторноемкостиой цепочкой 17, 19 для запуска симметричного триггера со счетным запуском.

Последний выполнен на транзисторах 20 и 21, диодах 22 и 23, резисторах 24 — 31, конденсаторах 32 — 35» предназначен для генерации импульсов, продолжительность которых равна периоду контролируемого напряжения. В статическом состоянии реле транзистор 7 заперт, 8 — открыт, 20 и 21 находятся во взаимно-противоположных состояниях.

В качестве задатчика эталонного времени 2 используется ждущий мультивибратор, выполненный на транзисторах 36 и 37, стабилитроие 38, диодах 39 и 40, резисторах 41 — 48 и конденсаторе 49. Стабилитрон 38 » диод 40 предназначены для повышения стабильности задатчика эталонного времени. Резистор 42 предназначен для выбора уставки срабатывания реле частоты за счет изменения продолжительности импульсов задатчика эталонного времени. В статическом состоянии транзистор

37 открыт, а 36 — закрыт.

Формирователь управляющих импульсов 3 состоит из устройства блокировки от исчезновения напряжения, выполненного иа транзисторе 50, стабилитроне 51, диоде 52, резисторах 53 и 54, конденсаторе 55, предиазначешюго для блокировки действия реле при отсутствии контролируемого напряжения или очень низких

его значениях и схемы сравнения продолжи5

1О

25 зо з5

5) во

6> тельностей импульсов, поступающих «а ее вход от преобразователя напряжения 1 и задатчика эталонных импульсов 2. Схема сравнения выполнена на транзисторе 56, стабилитроне 57, диодах 58 — 61, резисторах 62 — 64 и предназначена для получения управляющего импульса, равного разности импульсов преобразователя напряжения 1 и задатчика эталонного времени 2, и подачи этого импульса на управляемый блок времени 4. В статическом состоянии транзистор 50 открыт, так как конденсатор 55 заряжен до напряжения пробоя стабилитрона 51, а транзистор 56 — закрыт блокирующим импульсом, поступающим с транзистора 50.

Управляемый блок времени 4 состоит из транзисторов 65 и 66, выполняющих роль ключей в цепях разряда и заряда конденсатора, транзистора 67, предназначенного для ускоренного возврата устройства 4 в исходное состояние, диода 68, стабплитронов 69, 70, 71, выполняющих роль стабилизированных делителей напряжения, диода 72, создающего отрицательное смещение на эмиттере транзистора 66, диодов 73 — 80, используемых в цепях заряда и разряда конденсатора, диода 81, резисторов 82 — 87, конденсатора 88. Резистор 84 служит для изменения постоянной времени разряда конденсатора 89, резистор 83 для изменения постоянной времени разряда конденсатора 89. Резисторы 85 и 87 служат для ограничения рабочих токов транзисторов 65 и 67 соответственно. В статическом состоянии транзистор 65 открыт, благодаря чему диод 76 закрыт, транзистор 66 закрыт, транзистор 67 открыт и конденсатор 89 заряжен до напряжения стабилизации стабилитрона 69.

Роль выходного органа выполняет усилитель постоянного тока с положительной обратной связью с целью получения релейного эффекта. Он выполнен на транзисторах 90 и 91, диоде 92, резисторах 93 — 97 и исполнительном электромагнитном реле 98. Резистор 97 служит для выбора напряжения срабатывания выходного органа. В статическом состоянии транзистор 90 открыт, а 91 — закрыт.

Напряжение питания от источника постоянного оперативного тока стабилизируется стабилитронами 99 и 100. Диод 101 служит для создания положительного смещения на базе транзистора 36, диод 102 — для защиты реле при подаче обратной полярности постоянного оперативного тока, резистор 103 — для ограничения тока в цепи стабилитронов 99 и 100.

К зажимам 104 и 105 подключается постоянный оперативный ток. Выход реле осуществляется с помощью контактов 106 и 107.

При подаче на вход реле частоты синусоидального напряжения контролируемой сети несимметричный триггер работает как формирователь прямоугольных импульсов. В отрицательный полупериод в момент достижения напряжения срабатывания несимметричного триггера транзистор 7 отпирается, а транзистор 8 запирается. В таком состоянии они бу477481 дут до тех пор, пока отрицательное напряжение на базе транзистора 7 не уменьшится до напряжения возврата, после чего схе»а возвращается в исходное состояние.

Прямоугольные импульсы, снимаемые с коллектора транзистора 7, имеют длительность, отличную от иолупериодя входного напряжения, но длительность между импульсами одной полярности после резисторно-емкостной цепочки 17, 19 будет pHBIIH периоду из-33 стабильности напряжения срабатывания и возврата транзистора 7. Отрицательные имиульcbl с резисторио-емкостиой цепочки 17, 19 lloда5отс55 на запуск симметричного триггера.

С коллектора транзистора 21 снимаются прямоугольные импульсы длительностью в период, которые поступают через дифференциру ощую цепочку 31, 35 IIH запуск задятчикя эталонного времени 2 и на формирователь управляющих импульсов 3.

Под действием отрицательного заиу кающего импульса в задатчике эталонного времени 3 происходит короткий регенеративньш процесс, в резу:н.тате которого одновибратор нерекл:очается во временно устойчивое состояние, в котором транзистор 36 отпирается, а транзистор .37 запирается. Время, в течение которого схема находится во временно устойчивом состоянии, определяется постоянной времени времязадающей цепи, состоящей из резисторов 42, 43, 45 и конденсатора 49. По окончании времени разряда конденсатора 49 IlpollcY031IT отпирание транзистора 37 и запирание транзистора 36- — схема возвращается в исходное состояние.

С коллектора транзистора 36 импульсы подаются на формирователь управляющих импульсов 3.

Прямоугольные положительные импульсы, снимаемые с коллектора транзистора 7, поступают на устройство блокировки от нсчезновешгя напряжения. Разряжая конденсатор 55, они запирают транзистор 50, который разрешает работу транзистора 56.

При частоте контролируемого напряжения выше заданной уставки реле частоты положительные импульсы, поступающие с коллекторов траизисторов 21 и 36 на базу транзистора 56, взаимно перекрывают друг друга, поддерживая в запертом состоянии транзистор 56, а остальные элементы блоков 3, 4 н 5 находятся в положении, соответствующем cTHTIl÷åñêîму состоянию реле.

При снижении частоты контролируемого напряжения ниже заданной уставки реле частоты продолжительность прямоугольных импульсов «а коллекторе транзистора 21 увеличивается, а продолжительность положительных эталонных импульсов на коллекторе транзистора 36 не изменяется, в связи с чем ие происходит взаимного перекрытия положительных импульсов в цепи базы транзистора 56. При этом транзистор 56 открывается на промежуток времени, равный разности продолжительностей импульсов на коллекторе транзистора 21 и импульсов на коллекторе транзистора 36. Открываясь, транзистор 56 запирает транзистор 65 и открывает транзистор 66. При закрытом состоянии транзистора 65 открывается цепь разряда конденсатора 89 через резисторы 84, 85 и диод 76. При открытом состоянии транзистора 66 транзистор 67 закрывается и будет все время закрытым нри поступлении импульсов с формирователя управляющих импульсов 3 за счет разряда конденсатора 88, заряд которого происходит при открытом транзисторе 66, При открытии транзистора 66 прекращается заряд конденсатора 89 из-за закрытия диода 78.

15- Таким образом, при наличии импульсов с формирователя управляющих импульсов 3 открыта цепь разряда конденсатора 89, а при их отсутствии — цеш. заряда этого конденсатора.

По;тояииая времени заряда конденсатора 89

gQ выоирается значительно больше постоянной времени разряда, в связи с чем при поступлении управляющих импульсов будет снижаться напряжение, до которого был заряжен конденсатор 89. По достижении базой транзисто25 p;I 90 потенциала эмиттера этого же транзиclopa. он закроется, открывая транзистор 91, в ко.1лекторной цени которой включено выходное реле 98. Резистор 95 создает положительную обратную связь для получения релейной зо Yapal

Резистором 84 производится изменение посто5ишой времени разряда конденсатора 89, резистором 83 — постоянной времени заряда.

Резистор 97 служитдля изменения потенциала

35 срабатывания выходного органа.

Реле может быть также выполнено как реле повышения частоты с зависимой выдержкой времени для устройств частотного автоматического повторного включения. Для этого необ4Q ходи»о выход задатчика эталонного времени о взять из коллектора транзистора 37 вместо коллектора транзистора 36.

Предмет изобретения

45 1. Реле частоты, содержащее преобразователь напряжения, зядатчик эталонного времени, формирователь управляющих импульсов, управляемый блок времени и выходной орган, от,шча о цееся тем, что, с целью обеспечения

50 зависимости времени действия реле от скорости и вели ишы отклонения частоты контролируемого напряжения от заданного уровня, в формирователь управляющих импульсов введена схема cpHBIlcIII15I продолжительностей им55 пульсов, elo Bxo;I, coegIIIICII с выходами преобразователя напряжения и задятчикя эталонного времени, при этом выход формирователя управляющих импульсов подключен ко входу управляемого блока времени, а выход послед5О него — к выходному органу.

2. Реле ио и. 1, отлича о цееся тем, что, с целью ускорения готовности реле к повторному действшо, параллельно управляемому блоку времени подключено устройство ускоренноQ5 ro возврата реле.

477481

Фиг.1

10б 107

@-г@@-н стиг Г

Составитель С. Поликарпов

Редактор Н. Белявская

Текред 3. Тараненко

Ь .орректор Н. Аук ь с

6,>,—;I àç 5815 Изд, Х. 1641 1 ираки 833 По !инсное д

Ц1-!ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Оол, тин. Костромского управления издательств, по,шгра<)ши н книжной торговли